(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常を生じたモータ駆動回路に接続された前記モータ電流遮断部を遮断動作させ、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記モータ駆動回路は、前記多相電動モータに多相駆動電流を供給する当該多相電動モータの相数分のアームを有する上側アームおよび下側アームを備えた多相インバータ回路で構成され、前記異常検出部は、前記多相インバータ回路を構成する上側アームおよび下側アームのオープン故障およびショート故障の少なくとも一方を検出するように構成され、
前記異常検出部は、前記上側アームが接続される正極側電源ラインに介挿した上側電流検出用抵抗と、前記下側アームが接続される負極側電源ラインに介挿した下側電流検出用抵抗と、前記上側電流検出用抵抗および前記下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する複数の電流検出部とを備え、
前記電流検出部で検出した電流値が過電流閾値を超えている過電流状態であるか否かを個別に判定する複数の過電流判定部と、前記複数のモータ駆動回路に個別に電力を供給する電力供給系統と接地との間に接続された複数の電流側路回路とを有し、
前記電流側路回路は、スイッチ部を有し、該スイッチ部が前記過電流判定部の判定結果が過電流状態となったときにオン状態に制御されるモータ制御装置。
【請求項２】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常を生じたモータ駆動回路に接続された前記モータ電流遮断部を遮断動作させ、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記モータ駆動回路は、前記多相電動モータに多相駆動電流を供給する当該多相電動モータの相数分のアームを有する上側アームおよび下側アームを備えた多相インバータ回路で構成され、前記異常検出部は、前記多相インバータ回路を構成する上側アームおよび下側アームのオープン故障およびショート故障の少なくとも一方を検出するように構成され、
前記異常検出部は、前記上側アームが接続される正極側電源ラインに介挿した上側電流検出用抵抗と、前記下側アームが接続される負極側電源ラインに介挿した下側電流検出用抵抗と、前記上側電流検出用抵抗および前記下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する複数の電流検出部とを備え、
前記電流検出部で検出した電流値が過電流閾値を超えている過電流状態であるか否かを個別に判定する複数の過電流判定部を有し、前記過電流判定部の判定結果が過電流状態となったときに該当するモータ駆動回路に接続されている前記モータ電流遮断部を遮断状態とし、
前記過電流判定部に過電流診断信号を供給して過電流判定部が正常であるか否かを診断する過電流判定部診断部を備えているモータ制御装置。
【請求項３】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
前記多相電動モータは、ステータに巻装された多相モータ巻線のそれぞれが複数のコイル部を並列に接続した構成を有し、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路および前記多相電動モータのコイル部の少なくとも一方の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常態様に応じて前記複数のモータ駆動回路を駆動する駆動態様を変更し、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記モータ駆動回路は、前記多相電動モータに多相駆動電流を供給する当該多相電動モータの相数分のアームを有する上側アームおよび下側アームを備えた多相インバータ回路で構成され、前記異常検出部は、前記多相インバータ回路を構成する上側アームおよび下側アームのオープン故障およびショート故障の少なくとも一方を検出するように構成され、
前記異常検出部は、前記上側アームが接続される正極側電源ラインに介挿した上側電流検出用抵抗と、前記下側アームが接続される負極側電源ラインに介挿した下側電流検出用抵抗と、前記上側電流検出用抵抗および前記下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する複数の電流検出部とを備え、
前記電流検出部で検出した電流値が過電流閾値を超えている過電流状態であるか否かを個別に判定する複数の過電流判定部と、前記複数のモータ駆動回路に個別に電力を供給する電力供給系統と接地との間に接続された複数の電流側路回路とを有し、
前記電流側路回路は、スイッチ部を有し、該スイッチ部が前記過電流判定部の判定結果が過電流状態となったときにオン状態に制御されるモータ制御装置。
【請求項４】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
前記多相電動モータは、ステータに巻装された多相モータ巻線のそれぞれが複数のコイル部を並列に接続した構成を有し、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路および前記多相電動モータのコイル部の少なくとも一方の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常態様に応じて前記複数のモータ駆動回路を駆動する駆動態様を変更し、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記モータ駆動回路は、前記多相電動モータに多相駆動電流を供給する当該多相電動モータの相数分のアームを有する上側アームおよび下側アームを備えた多相インバータ回路で構成され、前記異常検出部は、前記多相インバータ回路を構成する上側アームおよび下側アームのオープン故障およびショート故障の少なくとも一方を検出するように構成され、
前記異常検出部は、前記上側アームが接続される正極側電源ラインに介挿した上側電流検出用抵抗と、前記下側アームが接続される負極側電源ラインに介挿した下側電流検出用抵抗と、前記上側電流検出用抵抗および前記下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する複数の電流検出部とを備え、
前記電流検出部で検出した電流値が過電流閾値を超えている過電流状態であるか否かを個別に判定する複数の過電流判定部を有し、前記過電流判定部の判定結果が過電流状態となったときに該当するモータ駆動回路に接続されている前記モータ電流遮断部を遮断状態とし、
前記過電流判定部に過電流診断信号を供給して過電流判定部が正常であるか否かを診断する過電流判定部診断部を備えているモータ制御装置。
【請求項５】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常を生じたモータ駆動回路に接続された前記モータ電流遮断部を遮断動作させ、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記モータ駆動回路は、前記多相電動モータに多相駆動電流を供給する当該多相電動モータの相数分のアームを有する上側アームおよび下側アームを備えた多相インバータ回路で構成され、前記異常検出部は、前記多相インバータ回路を構成する上側アームおよび下側アームのオープン故障およびショート故障の少なくとも一方を検出するように構成され、
前記異常検出部は、前記上側アームが接続される正極側電源ラインに介挿した上側電流検出用抵抗と、前記下側アームが接続される負極側電源ラインに介挿した下側電流検出用抵抗と、前記上側電流検出用抵抗および前記下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する複数の電流検出部とを備え、
前記電流検出部で検出した電流値が過電流閾値を超えている過電流状態であるか否かを個別に判定する複数の過電流判定部を有し、前記過電流判定部の判定結果が過電流状態となったときに該当するモータ駆動回路に接続されている前記モータ電流遮断部を遮断状態とし、
前記下側電流検出用抵抗は、前記モータ駆動回路を構成する多相アームの接地側を互いに接続した接続部と接地との間に介挿され、前記下側電流検出用抵抗の端子間電圧を検出する電流検出部は、当該下側電流検出用抵抗の端子間電圧が入力されるオペアンプと、該オペアンプの出力電圧のサンプルホールドを行うサンプルホールド回路とを有し、
前記電流検出部および前記制御演算装置の何れか一方に、前記サンプルホールド回路のサンプルホールド信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備えたモータ制御装置。
【請求項６】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
前記多相電動モータは、ステータに巻装された多相モータ巻線のそれぞれが複数のコイル部を並列に接続した構成を有し、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路および前記多相電動モータのコイル部の少なくとも一方の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常態様に応じて前記複数のモータ駆動回路を駆動する駆動態様を変更し、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記モータ駆動回路は、前記多相電動モータに多相駆動電流を供給する当該多相電動モータの相数分のアームを有する上側アームおよび下側アームを備えた多相インバータ回路で構成され、前記異常検出部は、前記多相インバータ回路を構成する上側アームおよび下側アームのオープン故障およびショート故障の少なくとも一方を検出するように構成され、
前記異常検出部は、前記上側アームが接続される正極側電源ラインに介挿した上側電流検出用抵抗と、前記下側アームが接続される負極側電源ラインに介挿した下側電流検出用抵抗と、前記上側電流検出用抵抗および前記下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する複数の電流検出部とを備え、
前記電流検出部で検出した電流値が過電流閾値を超えている過電流状態であるか否かを個別に判定する複数の過電流判定部を有し、前記過電流判定部の判定結果が過電流状態となったときに該当するモータ駆動回路に接続されている前記モータ電流遮断部を遮断状態とし、
前記下側電流検出用抵抗は、前記モータ駆動回路を構成する多相アームの接地側を互いに接続した接続部と接地との間に介挿され、前記下側電流検出用抵抗の端子間電圧を検出する電流検出部は、当該下側電流検出用抵抗の端子間電圧が入力されるオペアンプと、該オペアンプの出力電圧のサンプルホールドを行うサンプルホールド回路とを有し、
前記電流検出部および前記制御演算装置の何れか一方に、前記サンプルホールド回路のサンプルホールド信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部を備えたモータ制御装置。
【請求項７】
前記Ａ／Ｄ変換部は、前記モータ駆動回路を構成するスイッチング素子を制御するパルス幅変調信号の一周期中の制御に必要な上側アームの一相オン状態および二相オン状態を検出する主サンプリング区間と、前記主サンプリング区間でオンとならないアームのスイッチング素子のオン区間を検出する補助サンプリング区間とが設定されている請求項５又は６に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記下側電流検出用抵抗の端子間電圧を検出する電流検出部は、前記オペアンプの出力電圧のピークホールドを行うピークホールド回路を備え、該ピークホールド回路のピークホールド信号を前記過電流判定部に供給する請求項５から７の何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記制御演算装置は、前記異常検出部で、複数のモータ駆動回路の何れかで上側アームおよび下側アームのオープン故障およびショート故障の少なくとも一方を検出したときに、異常を検出したモータ駆動回路側のモータ電流遮断部で多相モータ電流を遮断し、正常なモータ駆動回路の多相モータ電流の制御態様を変化させるように構成されている請求項１から８の何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常を生じたモータ駆動回路に接続された前記モータ電流遮断部を遮断動作させ、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記複数のモータ駆動回路間に短絡電流を抑制する保護回路を介挿したモータ制御装置。
【請求項１１】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
前記多相電動モータは、ステータに巻装された多相モータ巻線のそれぞれが複数のコイル部を並列に接続した構成を有し、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路および前記多相電動モータのコイル部の少なくとも一方の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常態様に応じて前記複数のモータ駆動回路を駆動する駆動態様を変更し、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記異常検出部は、前記多相電動モータの多相モータ巻線を構成するコイル部の断線異常を検出し、前記制御演算装置は、前記異常検出部でコイル部の断線異常を検出したときに、断線異常を生じた多相モータ巻線に対する電流制御ゲインを増加補正してトルク変動を抑制するように構成されているモータ制御装置。
【請求項１２】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
前記多相電動モータは、ステータに巻装された多相モータ巻線のそれぞれが複数のコイル部を並列に接続した構成を有し、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路および前記多相電動モータのコイル部の少なくとも一方の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常態様に応じて前記複数のモータ駆動回路を駆動する駆動態様を変更し、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記異常検出部は、前記多相電動モータの多相モータ巻線を構成するコイル部の断線異常を検出し、前記制御演算装置は、前記異常検出部でコイル部の断線異常を検出したときに、逆起電圧の低下を補償するように逆起電圧補償ゲインを低下させるように構成されているモータ制御装置。
【請求項１３】
前記異常検出部は、前記多相電動モータの多相モータ巻線を構成するコイル部の断線異常を、モータ相電圧検出値、モータ相抵抗、モータ相電流検出値、モータ逆起電圧定数、およびモータ回転速度に基づいてモータ相抵抗値の変化量を検出し、検出したモータ相抵抗値の変化量が閾値以上となったときに、コイル部の断線異常として判断する請求項１１又は１２に記載のモータ制御装置。
【請求項１４】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
前記多相電動モータは、ステータに巻装された多相モータ巻線のそれぞれが複数のコイル部を並列に接続した構成を有し、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路および前記多相電動モータのコイル部の少なくとも一方の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常態様に応じて前記複数のモータ駆動回路を駆動する駆動態様を変更し、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記複数のモータ駆動回路間に短絡電流を抑制する保護回路を介挿したモータ制御装置。
【請求項１５】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常を生じたモータ駆動回路に接続された前記モータ電流遮断部を遮断動作させ、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記モータ電流遮断部の動作状態を診断するモータ電流遮断診断部と、前記モータ駆動回路の動作状態で、モータ電流の電流値が所定値以上である高トルクモータ駆動状態であるか、前記モータ電流の電流値が前記所定値未満である低トルクモータ駆動状態であるかを判定する駆動状態判定部とを備え、
前記モータ電流遮断診断部は、前記駆動状態判定部の判定結果が前記高トルクモータ駆動状態であるときに、前記モータ電流遮断部を一時的に遮断状態として当該モータ電流遮断部の動作状態を診断するモータ制御装置。
【請求項１６】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
前記多相電動モータは、ステータに巻装された多相モータ巻線のそれぞれが複数のコイル部を並列に接続した構成を有し、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路および前記多相電動モータのコイル部の少なくとも一方の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常態様に応じて前記複数のモータ駆動回路を駆動する駆動態様を変更し、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記モータ電流遮断部の動作状態を診断するモータ電流遮断診断部と、前記モータ駆動回路の動作状態で、モータ電流の電流値が所定値以上である高トルクモータ駆動状態であるか、前記モータ電流の電流値が前記所定値未満である低トルクモータ駆動状態であるかを判定する駆動状態判定部とを備え、
前記モータ電流遮断診断部は、前記駆動状態判定部の判定結果が前記高トルクモータ駆動状態であるときに、前記モータ電流遮断部を一時的に遮断状態として当該モータ電流遮断部の動作状態を診断するモータ制御装置。
【請求項１７】
前記異常検出部は、上側アームが接続される正極側電源ラインに介挿した上側電流検出用抵抗と、下側アームが接続される負極側電源ラインに介挿した下側電流検出用抵抗と、前記上側電流検出用抵抗および下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する複数の電流検出部とを備え、
前記モータ電流遮断診断部は、前記電流検出部で非通電状態を検出しているときに前記モータ電流遮断部が正常であると判断し、前記電流検出部で通電状態を検出しているときに前記モータ電流遮断部にショート故障が生じていると判断する請求項１５又は１６に記載のモータ制御装置。
【請求項１８】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常を生じたモータ駆動回路に接続された前記モータ電流遮断部を遮断動作させ、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記複数のモータ駆動回路と電源との間に個別に介挿された電源遮断部と、前記モータ電流遮断部及び前記電源遮断部の動作状態を診断する電流遮断診断部と、前記モータ駆動回路の動作状態で、モータ電流の電流値が所定値以上である高トルクモータ駆動状態であるか、前記モータ電流の電流値が前記所定値未満である低トルクモータ駆動状態であるかを判定する駆動状態判定部とを備え、
前記電流遮断診断部は、該駆動状態判定部の判定結果が前記高トルクモータ駆動状態であるときに、前記モータ電流遮断部を一時的に遮断状態として当該モータ電流遮断部の動作状態を診断する第１の診断部及び前記電源遮断部を一時的に遮断状態として当該電源遮断部の動作状態を診断する第２の診断部と、前記駆動状態判定部の判定結果が前記低トルクモータ駆動状態であるときに、前記モータ電流遮断部及び前記電源遮断部を一時的に遮断状態として当該モータ電流遮断部及び当該電源遮断部の動作状態を診断する第３の診断部とを備えているモータ制御装置。
【請求項１９】
多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、
前記多相電動モータは、ステータに巻装された多相モータ巻線のそれぞれが複数のコイル部を並列に接続した構成を有し、
正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、
該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、
前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、
前記複数のモータ駆動回路および前記多相電動モータのコイル部の少なくとも一方の異常を検出する異常検出部とを備え、
前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常態様に応じて前記複数のモータ駆動回路を駆動する駆動態様を変更し、
前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成され、
前記複数のモータ駆動回路と電源との間に個別に介挿された電源遮断部と、前記モータ電流遮断部及び前記電源遮断部の動作状態を診断する電流遮断診断部と、前記モータ駆動回路の動作状態で、モータ電流の電流値が所定値以上である高トルクモータ駆動状態であるか、前記モータ電流の電流値が前記所定値未満である低トルクモータ駆動状態であるかを判定する駆動状態判定部とを備え、
前記電流遮断診断部は、該駆動状態判定部の判定結果が前記高トルクモータ駆動状態であるときに、前記モータ電流遮断部を一時的に遮断状態として当該モータ電流遮断部の動作状態を診断する第１の診断部及び前記電源遮断部を一時的に遮断状態として当該電源遮断部の動作状態を診断する第２の診断部と、前記駆動状態判定部の判定結果が前記低トルクモータ駆動状態であるときに、前記モータ電流遮断部及び前記電源遮断部を一時的に遮断状態として当該モータ電流遮断部及び当該電源遮断部の動作状態を診断する第３の診断部とを備えているモータ制御装置。
【請求項２０】
前記異常検出部は、上側アームが接続される正極側電源ラインに介挿した上側電流検出用抵抗と、下側アームが接続される負極側電源ラインに介挿した下側電流検出用抵抗と、前記上側電流検出用抵抗および下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する複数の電流検出部とを備え、
前記第１の診断部は、前記上側電流検出用抵抗及び下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する電流検出部で非通電状態を検出しているときに前記モータ電流遮断部が正常であると判断し、前記電流検出部で通電状態を検出しているときに前記モータ電流遮断部にショート故障が生じていると判断する請求項１８又は１９に記載のモータ制御装置。
【請求項２１】
前記異常検出部は、上側アームが接続される正極側電源ラインに介挿した上側電流検出用抵抗と、下側アームが接続される負極側電源ラインに介挿した下側電流検出用抵抗と、前記上側電流検出用抵抗および下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する複数の電流検出部とを備え、
前記第２の診断部は、前記上側電流検出用抵抗及び下側電流検出用抵抗の端子間電圧を個別に検出する電流検出部で非通電状態を検出しているときに前記電源遮断部が正常であると判断し、前記電流検出部で通電状態を検出しているときに前記電源遮断部にショート故障が生じていると判断する請求項２０に記載のモータ制御装置。
【請求項２２】
前記第３の診断部は、前記モータ駆動回路の前記電源遮断部側の入力電圧を検出する入力電圧検出部を有し、前記モータ電流遮断部及び前記電源遮断部の遮断状態で、前記入力電圧検出部で検出した入力電圧が低下したときに前記モータ電流遮断部及び前記電源遮断部が正常であると判断し、前記入力電圧検出部で検出した入力電圧が低下しないときに、前記モータ電流遮断部及び電源遮断部の何れか一方にショート故障が生じたものと判断する請求項２０に記載のモータ制御装置。
【請求項２３】
前記状態変化量演算部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値の差又は前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値と閾値との差から前記モータ駆動回路の状態変化量を算出する請求項１から２２の何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項２４】
前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量が所定値未満であるときにはバラツキの範囲内であると判定し、前記モータ駆動回路の状態変化量が所定値以上であるときに当該モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成されている請求項１から２２の何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項２５】
前記多相電動モータのモータ回転角を検出するモータ角検出部を有し、前記制御演算装置は、前記多相電動モータを駆動する指令値を出力する指令値演算部と、該指令値演算部から出力される指令値と前記モータ角検出部で検出したモータ回転角とに基づいて多相電流指令値を算出する多相電流指令値演算部とを備えている請求項１から２４の何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項２６】
ステアリング機構に操舵補助力を発生させる電動モータを含むモータ制御装置を前記請求項１から２５の何れか１項に記載のモータ制御装置で構成した電動パワーステアリング装置。
【請求項２７】
操舵系に介挿されたトーションバーの入出力側の回転角を検出して操舵トルクを検出する操舵トルク検出部と、前記電動モータのモータ回転角を検出するレゾルバを含むモータ回転角検出部と、該モータ回転角検出部の異常を検出するモータ角度異常検出部と、前記電動モータのモータ電流検出値およびモータ電圧検出値および前記操舵トルク検出部の前記トーションバーの出力側回転角に基づいて逆起電圧によるモータ回転角を推定するモータ回転角推定部と、前記モータ角度異常検出部でモータ回転角検出部の異常を検出したときに、当該モータ回転角検出部のモータ回転角検出値に代えて前記モータ回転角推定部のモータ回転角推定値を選択するモータ回転角選択部とを備えている請求項２６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項２８】
前記請求項１から２５の何れか１項に記載のモータ制御装置を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置、これを使用した電動パワーステアリング装置および車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載する電動パワーステアリング装置の電動モータや、電動ブレーキ装置の電動モータ、電気自動車やハイブリッド車の走行用電動モータ等を駆動制御するモータ制御装置は、モータ制御系に異常が発生した場合でも電動モータの駆動を継続できることが望まれている。
上記要望に応えるために、多相電動モータの多相モータ巻線を例えば二重化し、二重化した多相モータ巻線に対して個別のインバータ部から電流を供給し、一方のインバータ部のスイッチング手段に導通不可となるオフ故障すなわちオープン故障が生じた場合に、故障が生じた故障スイッチング手段を特定し、故障スイッチング手段を除くスイッチング手段を制御するとともに、故障スイッチング手段を含む故障インバータ部以外の正常インバータ部を制御する故障時制御手段を有する多相回転機の制御装置およびこれを用いた電動パワーステアリング装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４９９８８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述した特許文献１に記載された従来例にあっては、二重化したインバータ部の一方に、スイッチング手段のオフ故障が発生した場合に、オフ故障した故障スイッチング手段を除くスイッチング手段を制御するとともに、故障スイッチング手段を含む故障インバータ部を制御することによるトルクの低下分を正常なインバータ部におけるｑ軸電流指令値を補正することにより、トルクの低下を抑制しながら多相回転機の駆動制御を継続するようにしている。
このため、上記従来例では、インバータ部のスイッチング手段にオフ故障が生じた場合には、十分なトルクを発生することができるが、インバータ部のスイッチング手段にてショート故障が生じた場合には、対処できないという未解決の課題がある。
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、モータ駆動回路にオープン故障やショート故障が生じた場合やでも電動モータの駆動制御を継続することが可能なモータ制御装置、これを使用した電動パワーステアリング装置および車両を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を解決するために、本発明に係るモータ制御装置の第１の態様は、正常状態において作動し協働してモータ電流を出力する複数のハードウェアと、各ハードウェアを制御する共通の制御演算装置と、各ハードウェアから出力されるモータ電流によって動作する１つの電動モータと、前記各ハードウェアの異常診断を行う異常診断部とを備え、前記制御演算装置は、前記異常診断部で異常と診断されたハードウェアが存在するときに、異常と診断されたハードウェアの作動を停止させるとともに、正常なハードウェアによる前記電動モータの駆動を継続するようにし、前記異常診断部は、前記複数のハードウェアで検出される検出値に基づきハードウェアの状態変化量を算出するハードウェア状態変化量演算部を有し、前記制御演算装置は、前記ハードウェアの状態変化量に応じて前記複数のハードウェアに対する制御パラメータを変更するように構成されている。
さらに、本発明に係るモータ制御装置の第２の態様は、上記第１の態様において、前記ハードウェア状態変化量演算部は、前記複数のハードウェアで検出される検出値の差又は前記複数のハードウェアで検出される検出値と閾値との差から前記ハードウェアの状態変化量を算出する。
さらに、本発明に係るモータ制御装置の第３の態様は、上記第１の態様において、前記制御演算装置は、前記ハードウェアの状態変化量が所定値未満であるときにはバラツキの範囲内であると判定し、前記ハードウェアの状態変化量が所定値以上であるときに当該ハードウェアの状態変化量に応じて前記複数のハードウェアに対する制御パラメータを変更するように構成されている。
また、本発明に係るモータ制御装置の第４の態様は、多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、前記複数のモータ駆動回路の異常を検出する異常検出部とを備え、前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常を生じたモータ駆動回路に接続された前記モータ電流遮断部を遮断動作させ、前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成されている。
また、本発明に係るモータ制御装置の第５の態様は、多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置であって、前記多相電動モータは、ステータに巻装された多相モータ巻線のそれぞれが複数のコイル部を並列に接続した構成を有し、正常状態において作動し協働して前記多相電動モータの多相モータ巻線に多相モータ駆動電流を供給する複数のモータ駆動回路と、該複数のモータ駆動回路を駆動制御する制御演算装置と、前記複数のモータ駆動回路と前記多相モータ巻線との間に個別に介挿された多相の複数のモータ電流遮断部と、前記複数のモータ駆動回路および前記多相電動モータのコイル部の少なくとも一方の異常を検出する異常検出部とを備え、前記制御演算装置は、前記異常検出部で異常を検出していない状態では、前記複数のモータ駆動回路を制御して前記多相モータ巻線に複数の多相モータ駆動電流を供給し、前記異常検出部で異常を検出したときに、異常態様に応じて前記複数のモータ駆動回路を駆動する駆動態様を変更し、前記異常検出部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値に基づきモータ駆動回路の状態変化量を算出する状態変化量演算部を有し、前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成されている。
さらに、本発明に係るモータ制御装置の第６の態様は、上記第４又は第５の態様において、前記状態変化量演算部は、前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値の差又は前記複数のモータ駆動回路で検出される検出値と閾値との差から前記モータ駆動回路の状態変化量を算出する。
さらに、本発明に係るモータ制御装置の第７の態様は、上記第４又は第５の態様において、前記制御演算装置は、前記モータ駆動回路の状態変化量が所定値未満であるときにはバラツキの範囲内であると判定し、前記モータ駆動回路の状態変化量が所定値以上であるときに当該モータ駆動回路の状態変化量に応じて前記複数のモータ駆動回路に対する制御パラメータを変更するように構成されている。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一態様は、上記モータ制御装置をステアリング機構に操舵補助力を発生させる電動モータを含むモータ制御装置に適用している。
さらに、本発明に係る車両の一態様は、上述したモータ制御装置を備えている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、電動モータにモータ電流を供給するモータ電流供給系統を多重化し、多重化したモータ電流供給系統の何れかに異常が発生した場合や電動モータの一部のコイル部に断線異常が発生した場合に、異常態様に応じた駆動態様に変更する。このため、例えばモータ駆動回路等で構成されるハードウェアにオープン故障やショート故障が発生した場合や電動モータの一部の駆動コイル部で断線異常が発生した場合でも多相電動モータの駆動を継続することができる。
また、上記効果を有するモータ制御装置を含んで電動パワーステアリング装置を構成するので、多重系統の多相モータ駆動電流の一方に異常が発生した場合や多相電動モータの一部のコイル部で異常が発生した場合でも多相モータ駆動電流を電動モータに供給することができ電動パワーステアリング装置の操舵補助機能の継続が可能となる。
さらに、上記効果を有するモータ制御装置を含んで車両を構成するので、多相電動モータの少なくとも多重系統のモータ駆動回路の一つに異常が発生した場合や多相電動モータのコイル部の一部に異常が発生した場合でも多相モータ駆動電流を電動モータに供給して電動モータでのトルク発生を継続することができ、電動モータの信頼性を向上させる車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る電動パワーステアリング装置の第１の実施形態を示すシステム構成図である。
【図２】トルクセンサを示す概略構成図である。
【図３】第１の実施形態における３相電動モータの構成を示す断面図である。
【図４】図３の３相電動モータの巻線構造を示す模式図である。
【図５】第１の実施形態におけるモータ制御装置の具体的構成を示す回路図である。
【図６】図５の制御演算装置の具体的構成を示すブロック図である。
【図７】正常時および異常時の操舵トルクと操舵補助電流指令値との関係を示す特性線図である。
【図８】図５の電流検出回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図９】図２のインバータ回路における異常検出回路を示す概略構成図である。
【図１０】オープン故障時の各部の電流波形を示す波形図である。
【図１１】ショート故障時の各部の電流波形を示す波形図である。
【図１２】逆起電圧補償回路を示すブロック線図である。
【図１３】過電流時遮断回路を示すブロック図である。
【図１４】図１３の過電流時遮断回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図１５】過電流時の電流側路回路を示すブロック図である。
【図１６】電流側路回路の具体的構成を示すブロック図である。
【図１７】過電流抑制部を備えたモータ駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図１８】過電流抑制部の他の配置例を示すブロック図である。
【図１９】インバータ回路の各電界効果トランジスタゲートに供給するパルス幅変調信号の一例を示す波形図である。
【図２０】保舵時のモータ微動回路を示すブロック図である。
【図２１】入力電圧検出回路を備えたモータ駆動回路の一例を示すブロック図である。
【図２２】制御演算装置の異常診断部の他の例を示す概略構成図である。
【図２３】制御演算装置の異常診断部で実行する電流遮断診断処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２４】図２３のモータ電流遮断部電流診断処理の具体的処理を示すフローチャートである。
【図２５】図２３の電源遮断部電流診断処理の具体的処理を示すフローチャートである。
【図２６】図２３の電流遮断部電圧診断処理の具体的処理を示すフローチャートである。
【図２７】モータ回転角検出回路の他の例を示すブロック図である。
【図２８】絶対操舵角の算出手順を示す説明図である。
【図２９】絶対操舵角算出回路を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について図面を伴って説明する。
図１は、本発明のモータ制御装置を、車両に搭載した電動パワーステアリング装置に適用した場合の第１の実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力がステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａと出力軸２ｂとを有する。入力軸２ａの一端はステアリングホイール１に連結され、他端は操舵トルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。
そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで車幅方向の直進運動に変換している。
【０００９】
ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、操舵補助力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結した例えばウォームギヤ機構で構成される減速ギヤ１１と、この減速ギヤ１１に連結された操舵補助力を発生する例えば３相ブラシレスモータで構成される電動モータとしての３相電動モータ１２とを備えている。
操舵トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、例えば、図２に示すように、操舵トルクを入力軸２ａおよび出力軸２ｂ間に介挿したトーションバー３ａの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を入力軸２ａ側に配置した入力側回転角センサ３ｂと出力軸２ｂ側に配置した出力側回転角センサ３ｃとの角度差に変換して検出するように構成されている。
【００１０】
また、３相電動モータ１２は、図３に示すように、内周面に内方に突出形成されてスロットＳＬを形成する磁極となる例えば９本のティースＴｅを有するステータ１２Ｓと、このステータ１２Ｓの内周側にティースＴｅと対向して回転自在に配置された例えば６極の表面磁石型のロータ１２Ｒとを有する表面磁石型（ＳＰＭ）モータの構成を有する。
そして、ステータ１２ＳのスロットＳＬに、３相を構成するＡ相、Ｂ相およびＣ相の多相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃが巻装されている。これら多相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃのそれぞれは、図４に示すように、例えば３つのコイル部Ｌ１、Ｌ２およびＬ３が並列に接続された構成を有し、これらコイル部Ｌ１〜Ｌ３がスロットＳＬに３層に巻装されている。各相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃは、一端が互いに接続されてスター結線とされ、各相コイルＬａ、ＬｂおよびＬｃの他端がモータ制御装置２０に接続されて個別にモータ駆動電流Ｉａ、ＩｂおよびＩｃが供給されている。
【００１１】
さらに、３相電動モータ１２は、図５に示すように、モータの回転位置を検出するレゾルバなどの回転位置センサ１３ａを備えている。この回転位置センサ１３ａからの検出値がモータ回転角検出回路１３に供給されてこのモータ回転角検出回路１３でモータ回転角θｍを検出する。
モータ制御装置２０には、操舵トルクセンサ３で検出された操舵トルクＴｓおよび車速センサ２１で検出された車速Ｖｓが入力されるとともに、モータ回転角検出回路１３から出力されるモータ回転角θｍが入力される。
また、モータ制御装置２０には、直流電圧源としてのバッテリー２２から直流電流が入力されている。
モータ制御装置２０の具体的構成は、図５に示すように構成されている。すなわち、モータ制御装置２０は、モータ電流指令値を演算する制御演算装置３１と、この制御演算装置３１から出力される３相のモータ電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊が個別に入力されるハードウェアを構成する第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂと、これら第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの出力側と３相電動モータ１２の第１および第２の多相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃとの間に介挿された第１および第２のモータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂとを備えている。
【００１２】
制御演算装置３１には、図５には図示を省略しているが、図１に示す操舵トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴｓおよび車速センサ２１で検出した車速Ｖｓが入力されているとともに、図５に示すように、モータ回転角検出回路１３から出力されるモータ回転角θｍとが入力され、さらに後述する電流検出回路３９Ａおよび３９Ｂから出力される３相電動モータ１２の多相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃの各相のコイル部Ｌ１〜Ｌ３に通電するモータ電流Ｉａｄ〜Ｉｃｄが入力されている。
この制御演算装置３１は、図６に示すように、操舵補助電流指令値Ｉ＊を算出する操舵補助電流指令値演算部３４と、この操舵補助電流指令値演算部３４で算出した操舵補助電流指令値Ｉ＊に対して入力される角速度ωｅおよび角加速度αに基づいて補償を行う補償制御演算部３５と、この補償制御演算部３５で補償された補償後トルク指令値Ｉ＊′に基づいてｄ−ｑ軸電流指令値を算出し、これを３相電流指令値に変換するｄ−ｑ軸電流指令値演算部３７とを有する。
【００１３】
操舵補助電流指令値演算部３４は、操舵トルクＴｓおよび車速Ｖｓをもとに図７に示す操舵補助電流指令値算出マップを参照して電流指令値でなる操舵補助電流指令値Ｉ＊を算出する。この操舵補助電流指令値算出マップは、同図に示すように、横軸に操舵トルクＴｓをとり、縦軸に操舵補助電流指令値Ｉ＊をとる放物線状の曲線で表される特性線図で構成されている。
そして、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの正常時には操舵トルクＴｓおよび車速Ｖｓをもとに予め設定された図７で実線図示の正常時電流指令値算出曲線Ｌｎｏを参照して操舵補助電流指令値Ｉ＊を算出する。また、操舵補助電流指令値演算部３４は、３相電動モータ１２のコイルの断線異常時に操舵トルクＴｓおよび車速Ｖｓをもとに予め設定された図７で点線図示の異常時電流指令値算出曲線Ｌａｂを参照して操舵補助電流指令値Ｉ＊を算出する。
【００１４】
ここで、異常時電流指令値算出曲線Ｌａｂは、正常時電流指令値算出曲線Ｌｎｏで算出される操舵補助電流指令値Ｉ＊に対してゲインを上げたものとなっている。
補償制御演算部３５は、例えばモータ角速度ωｅに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償値、モータ角加速度αに基づいて電動モータ１２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止するトルク補償値およびセルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を推定して補償するセルフアライニングトルク補償値を算出し、これらを足し合わせて指令値補償値Ｉｃｏｍを算出する。
そして、補償制御演算部３５は算出した指令値補償値Ｉｃｏｍを操舵補助電流指令値演算部３４から出力される操舵補助電流指令値Ｉ＊に加算器３６で加算することにより、補償後操舵補助電流指令値Ｉ＊′を算出し、この補償後操舵補助電流指令値Ｉ＊′をｄ−ｑ軸電流指令値演算部３７に出力する。
【００１５】
また、ｄ−ｑ軸電流指令値演算部３７は、ｄ軸目標電流算出部３７ａ、誘起電圧モデル算出部３７ｂ、ｑ軸目標電流算出部３７ｃ及び２相／３相変換部３７ｄを備えている。
ｄ軸目標電流算出部３７ａは、補償後操舵補助電流指令値Ｉ＊′とモータ角速度ωｅとに基づいてｄ軸目標電流Ｉｄ＊を算出する。
誘起電圧モデル算出部３７ｂは、モータ回転角θおよびモータ角速度ωｅに基づいてｄ−ｑ軸誘起電圧モデルＥＭＦ（Electro Magnetic Force）のｄ軸ＥＭＦ成分ｅｄ（θ）およびｑ軸ＥＭＦ成分ｅｑ（θ）を算出する。
ｑ軸目標電流算出部３７ｃは、誘起電圧モデル算出部３７ｂから出力されるｄ軸ＥＭＦ成分ｅｄ（θ）およびｑ軸ＥＭＦ成分ｅｑ（θ）とｄ軸目標電流算出部３７ａから出力されるｄ軸目標電流Ｉｄ＊と補償後操舵補助電流指令値Ｉ＊′とモータ角速度ωｅとに基づいてｑ軸目標電流Ｉｑ＊を算出する。
２相／３相変換部３７ｄは、ｄ軸目標電流算出部３７ａから出力されるｄ軸目標電流Ｉｄ＊とｑ軸目標電流算出部３７ｃから出力されるｑ軸目標電流Ｉｑ＊とを３相電流指令値Ｉａ＊、Ｉｂ＊およびＩｃ＊に変換する。
【００１６】
また、制御演算装置３１では、算出したＡ相電流指令値Ｉａ＊、Ｂ相電流指令値Ｉｂ＊およびＣ相電流指令値Ｉｃ＊と電流検出回路３９Ａおよび３９Ｂで検出した電流検出値Ｉａｄ，ＩｂｄおよびＩｃｄとに基づいてモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂに対する電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊を算出する電圧指令値演算部３８を備えている。この電圧指令値演算部３８は、Ａ相電流指令値Ｉａ＊、Ｂ相電流指令値Ｉｂ＊およびＣ相電流指令値Ｉｃ＊から電流検出値Ｉａｄ、ＩｂｄおよびＩｃｄを減算して電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂおよびΔＩｃを算出し、これら電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂおよびΔＩｃについて例えばＰＩ制御演算又はＰＩＤ制御演算を行って第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂに対する３相の電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊を算出し、算出した３相の電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊を第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂに出力する。ここで、３相の電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊は、後述する異常検出部３１ａで異常を検出していない正常状態で互いに同一の値として出力される。
【００１７】
また、制御演算装置３１には、図５及び図８に示すように、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂと第１および第２のモータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂとの間に設けられたモータ電圧検出回路４０Ａおよび４０Ｂで検出した各モータ相電圧Ｖ１ｍａ、Ｖ１ｍｂ、Ｖ１ｍｃおよびＶ２ｍａ、Ｖ２ｍｂ、Ｖ２ｍｃが入力されている。
さらに、制御演算装置３１には、図５に示すように、第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂに供給される直流電流を検出する電流検出回路３９Ａ１および３９Ｂ１から出力される上側電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＢ１ｄと、インバータ回路４２Ａおよび４２Ｂから接地に流れる直流電流を検出する電流検出回路３９Ａ２および３９Ｂ２から出力される下側電流検出値ＩＡ２ｄおよびＩＢ２ｄとが入力されている。
【００１８】
そして、制御演算装置３１は、各モータ相電圧Ｖｍ１ａ、Ｖｍ１ｂ、Ｖｍ１ｃおよびＶｍ２ａ、Ｖｍ２ｂ、Ｖｍ２ｃと、上側電流検出値ＩＡ１ｄ，ＩＢ１ｄ、下側電流検出値ＩＡ２ｄ，ＩＢ２ｄとがＡ／Ｄ変換部３１ｃに入力されて、後述する第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂを構成するスイッチング素子としての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６の上側アームのオープン故障および下側アームのショート故障、３相電動モータ１２の各相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃのコイル部Ｌ１〜Ｌ３の断線異常等を検出する異常検出部３１ａを有する異常診断部３１ｂを備えている。
【００１９】
異常検出部３１ａでは、以下のようにして異常検出を行う。
すなわち、図１０に示すように、時点ｔ１でモータ駆動回路３２Ａの例えばＡ相の上アームのオープン故障を生じたときには、図１０に示すように、オープン故障を生じたアームのモータ駆動電流Ｉａが正となったときに、モータ駆動回路３２Ａの上側電流検出値ＩＡ１ｄが減少し、これを補うようにモータ駆動回路３２Ｂの上側電流検出値ＩＢ１ｄが増加することになる。
そして、検出した上側電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＢ１ｄを比較することにより、オープン故障となっているモータ駆動回路３２Ａ又は３２Ｂを特定することができ、オープン故障が生じているモータ駆動回路３２Ａ又は３２Ｂに対して論理値“１”の異常検出信号ＳＡａ又はＳＡｂを出力する。
なお、上側アームにオープン故障を生じた場合には、図１０に示すように、モータ駆動電流の３相波形に特段の変化はなく、操舵補助制御を継続することができる。
【００２０】
また、図１１に示すように、時点ｔ２で、モータ駆動回路３２Ａの上段アームの例えばＡ相の上側アームにショート故障が発生した場合には、モータ駆動回路３２Ａの上側電流検出値ＩＡ１ｄが急激に増加し、モータ駆動回路３２Ｂの上側電流検出値ＩＢ１ｄの増加量は僅かであることから、上側電流検出値ＩＡ１ｄの瞬間値が所定閾値以上となったときに上側アームのショート故障であると判断することができる。
この場合には、モータ電流も図１１に示すように大幅に乱れることになるが、時点ｔ３でモータ駆動回路３２Ａのモータ電流遮断部３３Ａを遮断することにより、モータ駆動回路３２Ｂからのみモータ駆動電流が３相電動モータ１２の各相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃに供給されるので、モータ駆動電流が安定した正弦波状に復帰する。このため、３相電動モータ１２の駆動を継続することができる。
このとき、後述するように、インバータ回路４２Ａおよび４２Ｂの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のゲートにパルス幅変調（ＰＷＭ）信号が入力されることから、インバータ回路４２Ａおよび４２Ｂから出力されるモータ駆動電流Ｉａ〜Ｉｃはデューティ比が制御される矩形波信号となる。このため、単純にモータ駆動電流Ｉａ〜Ｉｃの瞬時値を検出したときに矩形波信号がオフとなっているときに検出すると正規のモータ電流値を表さないことになる。
【００２１】
このため、上側電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＢ１ｄを正確に検出するためには、上側電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＢ１ｄを、ピーク値をパルス幅変調信号の１周期程度の時間以上保持するピークホールド回路に供給して、ピーク値を保持することにより、上側電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＢ１ｄのピーク（最大）値を素早く正確に検出することができる。
一方、３相電動モータ１２の各相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃにおけるコイル部Ｌ１〜Ｌ３の何れか１つに断線異常が発生した場合のコイル部断線検出は、コイル部Ｌ１〜Ｌ３の断線によって抵抗値が変化することから、モータ相抵抗値の変化を監視することにより、コイル部断線を検出することができる。すなわち、例えば図４におけるＡ相モータ巻線Ｌａのコイル部Ｌ３に断線が発生した場合には、コイル部Ｌ１〜Ｌ３の一本当たりの抵抗値Ｒｅとすると、モータ相抵抗Ｒは、（１／３）＊Ｒｃから（１／２）＊Ｒｃに増加する。この作用を断線異常検出に利用する。
【００２２】
この断線異常の検出の一例は、各相モータ電圧検出回路４０Ａおよび４０Ｂで検出した値にて算出できるモータ相電圧Ｖｍは、下記のように表される。
Ｖｍ＝Ｒ＊ｉ＋Ｋｅ＊ω  …………（１）
ここで、Ｒはモータ相抵抗（定数）、ｉはモータ相電流（検出値）、Ｋｅはモータ逆起電圧定数、ωはモータ回転速度（検出値／演算値）である。
上記（１）式において、モータ相抵抗変化量をΔＲとすると、上記（１）式は下記（２）で表される。
Ｖｍ＝（Ｒ＋ΔＲ）＊ｉ＋Ｋｅ＊ω  …………（２）
したがって、モータ相抵抗値変化量ΔＲは、
ΔＲ＝（Ｖｍ−Ｋｅ＊ω）／ｉ−Ｒ  …………（３）
で表すことができる。この（３）式にモータ相電圧（検出値）とモータ回転速度ω（検出値／演算値）を代入することにより、モータ相抵抗値Ｒの変化量ΔＲを算出することができる。そして、算出した変化量ΔＲが所定閾値未満であるときにはバラツキの範囲内であると判断し、変化量ΔＲが所定閾値以上のときに相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃのコイル部Ｌ１〜Ｌ３の断線異常であると判断することができる。
【００２３】
また、異常検出部３１ａで、３相電動モータ１２の各相モータ巻線Ｌａ，ＬｂおよびＬｃのうちの１つの相モータ巻線Ｌｊ（ｊ＝ａ，ｂ，ｃ）のコイル部Ｌ１〜Ｌ３の１つＬｋ（ｋ＝１，２，３）に断線異常を検出したときには、１つのコイル部Ｌｋの断線異常によって、相モータ巻線Ｌｊの逆起電圧Ｅｊが正常時の２／３に変化する。このため、断線異常を検出した相モータ巻線Ｌｊに供給しているモータ電流指令値Ｉｊ＊に対するゲインＫｊを通常時の“１”から“３／２”に増加させる。
すなわち、３相電動モータ１２の入出力のエネルギー関係式は、
Ｔ＊ω＝Ｅａ＊Ｉａ＋Ｅｂ＊Ｉｂ＋Ｅｃ＊Ｉｃ  …………（４）
で表される。ここで、Ｔはモータトルク、ωはモータ角周波数、Ｅａ，ＥｂおよびＥｃはＡ，Ｂ，Ｃ相の逆起電圧、Ｉａ，ＩｂおよびＩｃはＡ，Ｂ，Ｃ相のモータ電流である。
【００２４】
例えば、コイル部Ｌ１〜Ｌ３の並列結線で、ある相の１つのコイル部Ｌｋに断線異常が発生した場合には、逆起電圧Ｅｊが正常時の２／３に変化する。このため、相モータ巻線Ｌｊのモータ電流Ｉｊを生じさせる電流指令値Ｉｊ＊に対するゲインＫｊを正常時の“１”から“３／２”に増加させることにより、Ｅｊ＊Ｉｊが正常な相モータ巻線の場合と等しい値となり、トルク変動を抑制してトルク一定制御を行うことができる。
【００２５】
第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのそれぞれは、制御演算装置３１から出力される３相の電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊が入力されてゲート信号を形成するゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂと、これらゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂから出力されるゲート信号が入力される第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂとを備えている。
ゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂのそれぞれは、制御演算装置３１から電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊が入力されると、これら電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊と三角波のキャリア信号Ｓｃとをもとにパルス幅変調（ＰＷＭ）した６つのゲート信号を形成し、これらゲート信号をインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂに出力する。
なお、６つのＰＷＭゲート信号を制御演算装置３１で共通生成してインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂに入力する構成としてもよい。
【００２６】
また、ゲート駆動回路４１Ａは、制御演算装置３１から入力される異常検出信号ＳＡａが論理値“０”（正常）であるときには、モータ電流遮断部３３Ａに対してハイレベルの３つのゲート信号を出力するとともに、電源遮断部４４Ａに対してハイレベルのゲート信号を出力する。また、ゲート駆動回路４１Ａは、異常検出信号ＳＡａが論理値“１”（異常）であるときにはモータ電流遮断部３３Ａに対してローレベルの３つのゲート信号を同時に出力し、モータ電流を遮断するとともに、電源遮断部４４Ａに対してローレベルのゲート信号を出力し、バッテリー電力を遮断する。
同様に、ゲート駆動回路４１Ｂは、制御演算装置３１から入力される異常検出信号ＳＡｂが論理値“０”（正常）であるときには、モータ電流遮断部３３Ｂに対してハイレベルの３つのゲート信号を出力するとともに、電源遮断部４４Ｂに対してハイレベルゲート信号を出力する。また、ゲート駆動回路４１Ｂは、異常検出信号ＳＡｂが論理値“１”（異常）であるときにはモータ電流遮断部３３Ｂに対してローレベルの３つのゲート信号を同時に出力し、モータ電流を遮断するとともに、電源遮断部４４Ｂに対してローレベルのゲート信号を出力し、バッテリー電力を遮断する。
【００２７】
第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂのそれぞれは、ノイズフィルタ４３と、電源遮断部４４Ａおよび４４Ｂと、電流検出回路３９Ａ１および３９Ｂ１とを介してバッテリー２２のバッテリー電流が入力され、入力側に平滑用の電解コンデンサＣＡおよびＣＢが接続されている。
これら第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂは、６個のスイッチング素子としての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６を有し、２つの電界効果トランジスタを直列に接続した３つのスイッチングアームＳＷＡａ、ＳＷＡｂ、ＳＷＡｃおよびＳＷＢａ、ＳＷＢｂ、ＳＷＢｃを並列に接続した構成を有する。
これら第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂは、各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートにゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂから出力されるゲート信号が入力されることにより、各スイッチングアームＳＷＡａ、ＳＷＡｂ、ＳＷＡｃおよびＳＷＢａ、ＳＷＢｂ、ＳＷＢｃの電界効果トランジスタ間の接続点からＡ相電流Ｉａ、Ｂ相電流Ｉｂ、Ｃ相電流Ｉｃがモータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂを介して３相電動モータ１２の３相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃに通電される。
【００２８】
また、インバータ回路４２Ａおよび４２Ｂの各スイッチングアームＳＷＡａ、ＳＷＡｂ、ＳＷＡｃおよびＳＷＢａ、ＳＷＢｂ、ＳＷＢｃは、下アームとなる電界効果トランジスタＱ２、Ｑ４およびＱ６のソースが互いに接続されて電流検出回路３９Ａ２および３９Ｂ２を介して接地され、これら電流検出回路３９Ａおよび３９Ｂでモータ電流Ｉ１ａ〜Ｉ１ｃおよびＩ２ａ〜Ｉ２ｃが検出される。
電流検出回路３９Ａ１，３９Ａ２および３９Ｂ１，３９Ｂ２のそれぞれは、図８に示すように構成されている。すなわち、電流検出回路３９Ａ１および３９Ｂ１は、図９に示すように、各スイッチングアームＳＷＡａ〜ＳＷＡｃおよびＳＷＢａ〜ＳＷＢｃの電源側と電源遮断部４４Ａおよび４４Ｂとの間に介挿された電流検出用のシャント抵抗５１Ａおよび５１Ｂを有する。電流検出回路３９Ａ１および３９Ｂ１のそれぞれは、図８（ａ）に示すように、シャント抵抗５１Ａおよび５１Ｂの両端電圧が抵抗Ｒ２およびＲ３を介して入力されるオペアンプ３９ａと、このオペアンプ３９ａの出力信号が供給される主にノイズフィルタで構成されるサンプルホールド回路３９ｓとで構成されている。
【００２９】
そして、サンプルホールド回路３９ｓから出力される電流検出信号ＩＡ１ｄおよびＩＢ１ｄが制御演算装置３１のＡ／Ｄ変換部３１ｃに供給される。
また、電流検出回路３９Ａ２および３９Ｂ２は、図９に示すように、各スイッチングアームＳＷＡａ〜ＳＷＡｃおよびＳＷＢａ〜ＳＷＢｃの接地側と接地との間に介挿された電流検出用のシャント抵抗５２Ａおよび５２Ｂを有する。これら電流検出回路３９Ａ２および３９Ｂ２のそれぞれは、図８（ｂ）に示すように、シャント抵抗５２Ａおよび５２Ｂの両端電圧が抵抗Ｒ２およびＲ３を介して入力されるオペアンプ３９ａと、このオペアンプ３９ａの出力信号が供給されるノイズフィルタを含むピークホールド回路３９ｐと、オペアンプ３９ａの出力信号が供給される主にノイズフィルタで構成されるサンプルホールド回路３９ｓとで構成されている。
そして、サンプルホールド回路３９ｓから出力される電流検出信号ＩＡ２ｄおよびＩＢ２ｄが制御演算装置３１のＡ／Ｄ変換部３１ｃに供給される。また、ピークホールド回路３９ｐから出力される電流検出値のピークホールド信号ＩＡ３ｄおよびＩＢ３ｄがＡ／Ｄ変換部３１ｃと後述する過電流時遮断回路７０Ａおよび７０Ｂと電流側路回路８０Ａおよび８０Ｂとに供給される。
【００３０】
モータ電流遮断部３３Ａは、３つの電流遮断用の電界効果トランジスタＱＡ１、ＱＡ２およびＱＡ３を有する。電界効果トランジスタＱＡ１のソースがモータ電圧検出回路４０Ａを介して第１のインバータ回路４２ＡのスイッチングアームＳＷＡａのトランジスタＱ１およびＱ２の接続点に接続され、ドレインが３相モータ巻線のＡ相モータ巻線Ｌａに接続されている。
また、電界効果トランジスタＱＡ２のソースがモータ電圧検出回路４０Ａを介して第１のインバータ回路４２ＡのスイッチングアームＳＷＡｂのトランジスタＱ３およびＱ４の接続点に接続され、ドレインが３相モータ巻線のＢ相モータ巻線Ｌｂに接続されている。
さらに、電界効果トランジスタＱＡ３のソースがモータ電圧検出回路４０Ａを介して第１のインバータ回路４２ＡのスイッチングアームＳＷＡｃのトランジスタＱ５およびＱ６の接続点に接続され、ドレインが３相モータ巻線のＣ相モータ巻線Ｌｃに接続されている。
【００３１】
また、モータ電流遮断部３３Ｂは、３つの電流遮断用の電界効果トランジスタＱＢ１、ＱＢ２およびＱＢ３を有する。ここで、電界効果トランジスタＱＢ１のソースがモータ電圧検出回路４０Ｂを介して第２のインバータ回路４２ＢのスイッチングアームＳＷＢａのトランジスタＱ１およびＱ２の接続点に接続され、ドレインが３相モータ巻線Ｌａに接続されている。また、電界効果トランジスタＱＢ２のソースがモータ電圧検出回路４０Ｂを介して第２のインバータ回路４２ＢのスイッチングアームＳＷＢｂのトランジスタＱ３およびＱ４の接続点に接続され、ドレインが３相モータ巻線Ｌｂに接続されている。さらに、電界効果トランジスタＱＢ３のソースがモータ電圧検出回路４０Ｂを介して第２のインバータ回路４２ＢのスイッチングアームＳＷＢｃのトランジスタＱ５およびＱ６の接続点に接続され、ドレインが３相モータ巻線Ｌｃに接続されている。
【００３２】
そして、モータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂの電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３およびＱＢ１〜ＱＢ３は寄生ダイオードＤのアノードをインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂ側として各々が同一向きに接続されている。
また、電源遮断部４４Ａおよび４４Ｂのそれぞれは、１つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ＱＣおよびＱＤと寄生ダイオードとの並列回路で構成され、電界効果トランジスタＱＣおよびＱＤのドレインがノイズフィルタ４３を介してバッテリー２２に接続され、ソースがインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂに接続されている。なお、これら電源遮断部４４Ａおよび４４Ｂは上記構成に限らず、図９に示すように、寄生ダイオードが逆向きとなるように２つの電源遮断部４４Ａ，４４Ａ′および４４Ｂ，４４Ｂ′を直列に接続するようにしてもよい。
【００３３】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
図示しないイグニッションスイッチがオフ状態であって車両が停止していると共に、操舵補助制御処理も停止している作動停止状態であるときには、モータ制御装置２０の制御演算装置３１が非作動状態となっている。このため、制御演算装置３１で実行される操舵補助制御処理および異常監視処理は停止されている。したがって、電動モータ１２は作動を停止しており、操舵補助機構１０への操舵補助力の出力を停止している。
この作動停止状態からイグニッションスイッチをオン状態とすると、制御演算装置３１が作動状態となり、操舵補助制御処理および異常監視処理を開始する。このとき、各モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂにおける各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６にオープン故障およびショート故障が発生していない正常状態であるものとする。このときには、ステアリングホイール１を操舵していない非操舵状態では、制御演算装置３１で実行する操舵補助制御処理で操舵トルクＴｓが“０”であり、車速Ｖｓも“０”であるので、図７の電流指令値算出マップにおける実線図示の正常時電流指令値算出曲線Ｌｎｏを参照して操舵補助電流指令値を算出する。
【００３４】
そして、算出された操舵補助電流指令値Ｉ＊とモータ回転角検出回路１３から入力されるモータ電気角θｅとに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出し、算出したｄ軸電流指令値Ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ＊をｄｑ二相−三相変換処理を行ってＡ相電流指令値Ｉａ＊、Ｂ相電流指令値Ｉｂ＊およびＣ相電流指令値Ｉｃ＊を算出する。
さらに、各相電流指令値Ｉａ＊、Ｉｂ＊およびＩｃ＊と、電流検出回路３９Ａおよび３９Ｂで検出した各相電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＢ１ｄからその加算を含む演算にて算出される各相電流検出値Ｉａｄ、ＩｂｄおよびＩｂｃとの電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂおよびΔＩｃを算出し、算出した電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂおよびΔＩｃをＰＩ制御処理又はＰＩＤ制御処理を行って目標電圧指令値Ｖａ＊、Ｖｂ＊およびＶｃ＊を算出する。
【００３５】
そして、算出した目標電圧指令値Ｖａ＊、Ｖｂ＊およびＶｃ＊を電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊として第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂに出力する。また、制御演算装置３１は、インバータ回路４２Ａおよび４２Ｂが正常であるので、論理値“０”の異常検出信号ＳＡａおよびＳＡｂをゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂに出力する。
このため、ゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂでは、モータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂに対してハイレベルの３つのゲート信号を出力する。したがって、モータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂの電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３およびＱＢ１〜ＱＢ３がオン状態となって、インバータ回路４２Ａおよび４２Ｂと３相電動モータ１２の３相モータ巻線Ｌ１およびＬ２との間が導通状態となって、３相電動モータ１２に対する通電制御が可能な状態となる。
【００３６】
これと同時に、ゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂから電源遮断部４４Ａおよび４４Ｂに対してハイレベルのゲート信号を出力する。このため、電源遮断部４４Ａおよび４４Ｂの電界効果トランジスタＱＣおよびＱＤがオン状態となってバッテリー２２からの直流電流がノイズフィルタ４３を介してインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂに供給される。
さらに、ゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂでは、制御演算装置３１から入力される電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊に基づいてパルス幅変調を行ってゲート信号を形成し、形成したゲート信号をインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂの各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートに供給する。
したがって、車両が停止状態で、ステアリングホイール１を操舵していない状態では、操舵トルクＴｓが“０”であるので、操舵補助電流指令値も“０”となって電動モータ１２は停止状態を維持する。
【００３７】
しかしながら、車両の停止状態または車両の走行開始状態でステアリングホイール１を操舵して所謂据え切りを行うと、操舵トルクＴｓが大きくなることにより、図７を参照して、大きな操舵補助電流指令値Ｉ＊が算出され、これに応じた大きな電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊がゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂに供給される。このため、ゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂから大きな電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊に応じたデューティ比のゲート信号がインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂに出力される。
したがって、インバータ回路４２Ａおよび４２Ｂから操舵補助電流指令値Ｉ＊に応じた１２０度の位相差を有するＡ相電流Ｉ１ａ、Ｂ相電流Ｉ１ｂ、Ｃ相電流Ｉ１ｃおよびＩ２ａ、Ｉ２ｂおよびＩ３ｃが出力され、これらがモータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂの各相に対応する電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３およびＱＢ１〜ＱＢ３を通って３相電動モータ１２の３相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃに供給される。
【００３８】
これにより、電動モータ１２が回転駆動されて、操舵トルクＴｓに応じた目標操舵補助電流値Ｉ＊に対応する大きな操舵補助力を発生し、この操舵補助力が減速ギヤ１１を介して出力軸２ｂに伝達される。このため、ステアリングホイール１を軽い操舵力で操舵することができる。
その後、車速Ｖｓが増加すると、これに応じて算出される操舵補助電流指令値が据え切り時に比較して低下して電動モータ１２で操舵トルクＴｓおよび車速Ｖｓに応じて適度に減少させた操舵補助力を発生する。
このように、インバータ回路４２Ａおよび４２Ｂが正常で、３相電動モータ１２に供給されるモータ電流Ｉａ、ＩｂおよびＩｃが正常である場合には、操舵トルクＴｓおよび車速Ｖｓに最適なモータ電流が３相電動モータ１２に供給される。
【００３９】
この正常状態から、第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂの一方例えばインバータ回路４２Ｂの例えば下アーム側の電界効果トランジスタＱ２、Ｑ４およびＱ６の何れか１つ又は複数にショート故障が発生すると、ショート故障を生じたスイッチングアームＳＷＢｊ（ｊ＝ａ，ｂ，ｃ）からモータ電流遮断部３３Ａに出力されるモータ電流Ｉｊが流れなくなることから、異常検出部３１ａで各相電流指令値Ｉｊ＊と比較したときに、ショート故障の発生による異常を検出することができる。また、図９のモータ電圧検出回路４０Ａ，４０Ｂでの電圧検出値が所定の電圧とならず異常を検出することができる。
【００４０】
このように、モータ駆動回路３２Ｂのインバータ回路４２Ｂにショート故障が発生すると、異常検出信号ＳＡａは論理値“０”に維持されるが、異常検出信号ＳＡｂが論理値“１”となる。このため、インバータ回路４２Ｂの６個のゲート駆動を全てオフすると共に、モータ駆動回路３２Ｂのゲート駆動回路４１Ｂからモータ電流遮断部３３Ｂに対してローレベルの３つのゲート信号を同時に出力し、さらに電源遮断部４４Ｂに対してローレベルのゲート信号を出力する。
このため、モータ電流遮断部３３Ｂでは、各相の電界効果トランジスタＱＢ１〜ＱＢ３がオフ状態となり、３相電動モータ１２の３相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃに対する通電が遮断される。
これと同時に、電源遮断部４４Ｂでも、電界効果トランジスタＱＤがオフ状態に制御され、バッテリー２２および第２のインバータ回路４２Ｂとの間の通電路が遮断される。
【００４１】
しかしながら、モータ駆動回路３２Ａは正常に動作しており、このモータ駆動回路３２Ａへの電圧指令値Ｖ１＊は変化することがないので、このモータ駆動回路３２Ａによる３相電動モータ１２の各相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃへの電流制御が継続される。
このため、３相電動モータ１２で正常時と同様の操舵補助トルクを発生して、これが減速ギヤ１１を介して出力軸２ｂに伝達されることにより、正常時と遜色のない操舵補助特性を発揮することができる。このとき、モータ駆動回路３２Ｂの異常が検出された段階で、警報回路５０に警報信号Ｓｗａが出力されることにより、運転者にモータ駆動回路３２Ｂの異常を報知して、最寄りの修理点検ステーションへの立ち寄りを促すことができる。
【００４２】
また、第１および第２のモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの第１および第２のインバータ回路４２Ａおよび４２Ｂの一方例えばインバータ回路４２Ａの例えば上アーム側の電界効果トランジスタＱ１、Ｑ３およびＱ５の何れか１つにオープン故障が発生すると、図１０に基づいて前述したように、オープン故障を生じたアームのモータ駆動電流Ｉａが正となったときに、モータ駆動回路３２Ａの上側電流検出値ＩＡ１ｄが減少し、これを補うようにモータ駆動回路３２Ｂの上側電流検出値ＩＢ１ｄが増加する。このため、上側電流検出値ＩＡ１ｄと上側電流検出値ＩＢ１ｄとに差が生じることになり、上側電流検出値の減少側にオープン故障が生じていると判断することができる。
【００４３】
逆に、モータ駆動回路３２Ａの上段アームの例えばＡ相の上側アームにショート故障が発生した場合には、図１１で前述したように、モータ駆動回路３２Ａの上側電流検出値ＩＡ１ｄが急激に増加し、モータ駆動回路３２Ｂの上側電流検出値ＩＢ１ｄの増加量は僅かである。この上側電流検出値ＩＡ１ｄの急激な増加および上側電流検出値ＩＢ１ｄの僅かな増加がピークホールド回路で少なくともパルス幅変調（ＰＷＭ）信号の１周期分程度の時間以上ピークホールドされる。したがって、上側電流検出値ＩＡ１ｄの瞬間値が所定閾値以上となったときに上側アームのショート故障であると確実に判断することができる。
このため、モータ駆動回路３２Ａのモータ電流遮断部３３Ａの各相スイッチＱＡ１〜ＱＡ３がオフ状態に制御されるとともに、電源遮断部４４Ａがオフ状態に制御されて、モータ駆動回路３２Ａの駆動が停止され、上記と同様に正常なモータ駆動回路３２Ｂによる単独の３相電動モータ１２の制御が継続されて、正常時と遜色ない操舵補助制御を継続することができる。このとき、運転者には警報を発して修理点検ステーションへの立ち寄りを促すことができる。
【００４４】
さらに、制御演算装置３１の異常検出部３１ａは、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの出力側に設けたモータ電圧検出回路４０Ａおよび４０Ｂで検出した各モータ相電圧Ｖｍ１ａ〜Ｖｍ１ｃおよびＶｍ２ａ〜Ｖｍ２ｃと、モータ回転角検出回路１３で検出したモータ回転角θｍを微分演算して算出するか又は別途モータ回転速度検出回路を設けて検出したモータ回転速度ωと、電流検出回路３９Ａおよび３９Ｂで検出した各モータ相電流ｉ１ａ〜ｉ１ｃおよびｉ２ａ〜ｉ２ｃを相別に加算したモータ相電流ｉａ〜ｉｃに基づいて前記（３）式の演算を行って各相のモータ相抵抗値変化量ΔＲを算出する。
そして、算出した各相のモータ相抵抗値変化量ΔＲが所定閾値ΔＲｎ未満であるときには、バラツキの範囲内であるものと判断するが、モータ相抵抗値変化量ΔＲが所定閾値ΔＲｎ以上であるときには３相電動モータ１２のモータ巻線Ｌａ〜Ｌｃを構成するコイル部Ｌ１〜Ｌ３の何れかの断線異常を正確に検出することができる。
【００４５】
このように、モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃのコイル部Ｌ１〜Ｌ３の何れかに断線異常が発生したことを検出したときには、操舵補助電流指令値演算部３４で参照する操舵補助電流指令値算出マップの特性曲線が正常時の特性曲線Ｌｎｏから異常発生時の特性曲線Ｌａｂに変更される。
このため、操舵トルクセンサ３で検出した操舵トルクＴｓの値に対する操舵補助電流指令値Ｉ＊の値が正常時の特性曲線Ｌｎｏの倍程度となり、この操舵補助電流指令値Ｉ＊が補償制御演算部３５での補償値Ｉｃｏｍによって補償された補償後操舵補助電流指令値Ｉ＊′がｄ−ｑ軸電流指令値演算部３７に供給されてｄ−ｑ軸電流指令値に変換された後２相／３相変換されて目標電流指令値Ｉａ＊、Ｉｂ＊およびＩｃ＊が算出される。
【００４６】
これら目標電流指令値Ｉａ＊、Ｉｂ＊およびＩｃ＊が電圧指令値演算部３８でモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのゲート駆動回路４１Ａおよび４１Ｂに対する電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊として出力される。
このため、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂで、相モータ巻線Ｌｊのコイル部Ｌｋの断線によるトルク減少分を補うモータ駆動電流Ｉａ、ＩｂおよびＩｃが３相電動モータ１２の各相モータ巻線Ｌａ、ＬｂおよびＬｃに供給されるとともに、高くなった操舵トルクの変動抑制効果により、操舵違和感を抑えることができる。
また、モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃのコイル部Ｌ１〜Ｌ３の何れかに断線異常が発生したことを検出したときには、１つのコイル部Ｌｋの断線異常によって、相モータ巻線Ｌｊの逆起電圧Ｅｊが正常時の２／３に変化する。このため、断線異常を検出した相モータ巻線Ｌｊに供給しているモータ電流指令値Ｉｊ＊に対するゲインＫｊを通常時の“１”から“３／２”に増加させる。
【００４７】
これによって、前述した３相電動モータ１２の入出力のエネルギー関係式を表す（４）式におけるＥｊ＊Ｉｊが正常な相モータ巻線の場合と等しい値となり、トルク変動を抑制してトルク一定制御を行うことができる。この場合も警報回路５０で警報を発して運転者に３相電動モータ１２のコイル部断線異常を報知する。
このように、上記実施形態によると、正常状態において２系統以上の機能するハードウェアをモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂで構成し、２系統以上のハードウェアのうち１系統（あるいは系統総数以下の系統）の故障が起こった状態においても、制御演算装置の変更なく、或いは制御演算装置のパラメータ変更のみの範囲で機能継続することができ、ロバスト設計を実現することができる。
【００４８】
また、多相電動モータにモータ電流を供給するモータ電流供給系統となるモータ駆動回路を多重化するとともに、多相電動モータの各モータ巻線を複数のコイル部を並列に接続した構成とすることにより、多重化したモータ電流供給系統となるモータ駆動回路の何れかに異常が発生した場合や多相電動モータの一部のコイル部に断線異常が発生した場合に、異常態様に応じた駆動態様に変更する。このため、モータ電流供給系統となるモータ駆動回路にオープン故障やショート故障が発生した場合や多相駆動モータの一部の駆動コイル部で断線異常が発生した場合でも多相電動モータの駆動を継続することができる。
なお、上記実施形態においては、３相電動モータ１２の相モータ巻線Ｌｊを構成する各コイル部Ｌｋに断線異常が発生したときに、逆起電圧Ｅｊの変化に応じて相モータ電流ｉｊを変化させる場合について説明した。しかしながら、本発明は上記構成に限定されるものではなく、図１２に示すように、モータ逆起電圧（ＥＭＦ）の減少に応じて逆起電圧補償値を算出するゲインを低減するようにしてもよい。
【００４９】
すなわち、３相電動モータ１２の１相分のモータ制御系が、図１２に示すように、電流指令値ｉ＊と相モータ電流ｉとの偏差を演算する減算器６１と、この減算器６１から出力される電流偏差Δｉが供給される電流フィードバック制御器６２とを備えている。そして、電流フィードバック制御器６２から出力されるモータ電圧を加算器６３に供給し、この加算器６３の出力を３相電動モータ１２に供給することにより、モータ電流ｉが出力され、これが前記減算器６１に供給される。
一方、モータ回転速度ωとモータ位相角（電気角）θｅとが逆起電圧（ＥＭＦ）補償器６４に供給され、この逆起電圧（ＥＭＦ）補償器６４で、モータ回転速度ωとモータ位相角θｅとに基づいて逆起電圧ＥＭＦを算出し、算出した逆起電圧ＥＭＦに補償ゲインＫｃを乗算して逆起電圧補償値ＥＭＦｃを算出し、この逆起電圧補償値ＥＭＦｃをモータ逆起電圧ＥＭＦが供給された減算器６５に供給し、この減算器６５の減算出力が加算器６３に供給される。ここで、減算器６５によるモータ逆起電圧（ＥＭＦ）の減算は、実際上は、モータ内で生じる物理現象であり、実際に減算器６５が存在するものではない。
【００５０】
逆起電圧補償器６４は、前述した異常検出部３１ａで該当相のコイル部Ｌ１〜Ｌ３の何れかの断線異常を検出する異常検出信号ＳＡｃが異常無しを表す例えば論理値“０”であるときにゲインＫｃを“１”に設定し、異常検出信号ＳＡｃが異常有りを表す論理値“１”であるときにはゲインＫｃを“２／３”に設定する。
この構成によると、該当するモータ巻線Ｌｋのコイル部Ｌ１〜Ｌ３が正常である場合には、異常検出部３１ａから逆起電圧補償器６４に入力される異常検出信号ＳＡｃが論理値“０”であるので、ゲインＫｃが“１”に設定される。このため、逆起電圧補償器６４でモータ回転速度ωおよびモータ位相角θｅとで算出される逆起電圧ＥＭＦがそのまま逆起電圧補償値ＥＭＦｃとして減算器６５に出力される。
【００５１】
したがって、３相電動モータ１２のモータ巻線Ｌｋで発生する逆起電圧ＥＭＦが逆起電圧補償値ＥＭＦｃで相殺されて、３相電動モータ１２のモータ電流ｉが電流指令値ｉ＊に応じた値となるように制御される。
この状態から、該当するモータ巻線Ｌｋのコイル部Ｌ１〜Ｌ３に断線異常が発生し、これが異常検出部３１ａで検出されると、この異常検出部３１ａから論理値“１”の異常検出信号ＳＡｃが逆起電圧補償器６４に供給される。このため、逆起電圧補償器６４でゲインＫｃが“２／３”に設定されることにより、逆起電圧補償値ＥＭＦｃが正常時の逆起電圧補償値ＥＭＦｃの２／３となる。
【００５２】
一方、３相電動モータ１２では該当するモータ巻線Ｌｋのコイル部Ｌ１〜Ｌ３の１つが断線異常となっているので、発生する逆起電圧ＥＭＦは正常時の２／３となっており、この逆起電圧ＥＭＦが減算器６５において逆起電圧補償値ＥＭＦｃで相殺される。したがって、トルク変動を抑制してトルク一定制御を継続することができる。この場合も警報回路５０で警報を発して運転者に３相電動モータ１２のコイル部断線異常を報知する。
さらには、３相電動モータ１２の相モータ巻線Ｌｊを構成する各コイル部Ｌｋに断線異常が発生したときに、逆起電圧Ｅｊの変化に応じて相モータ電流ｉｊを変化させるとともに、モータ逆起電圧（ＥＭＦ）の減少に応じて逆起電圧補償値ＥＭＦｃを算出するゲインを低減させるようにしてもよく、この場合にはより良い効果を得ることができる。
【００５３】
また、上記実施形態においては、異常検出部３１ａでモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの下アームのショート異常を検出し、ショート異常が発生したモータ駆動回路３２Ａ又は３２Ｂのモータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂでモータ電流を遮断する場合について説明した。しかしながら、ショート異常を検出した後にモータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂの遮断制御を制御演算装置３１のソフトウェア処理によって行うので、ショート異常を検出してからモータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂを遮断動作させるまでに時間が掛かることになり、モータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂの遮断動作を短時間で行うには限度がある。
そこで、本発明では、過電流状態をハードウェアで検出して前述した実施形態におけるモータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂと電源遮断部４４Ａおよび４４Ｂをハードウェア的に遮断動作させるようにしている。
【００５４】
すなわち、図１３に示すように、電流検出回路３９Ａおよび３９Ｂのピークホールド回路３９ｐで検出した電流検出値ＩＡ３ｄおよびＩＢ３ｄがハードウェアで構成される過電流時遮断回路７０Ａおよび７０Ｂに供給され、これら過電流時遮断回路７０Ａおよび７０Ｂでモータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂと電源遮断部４４Ａおよび４４Ｂを遮断動作させる。
ここで、過電流時遮断回路７０Ａおよび７０Ｂのそれぞれは、図１４に示すように構成されている。すなわち、例えばモータ駆動回路３２Ａについて説明すると、前述したゲート駆動回路４１Ａとモータ電流遮断部３３Ａとの間のゲート信号供給ラインＬｇに、アンド回路７１が介挿されている。また、電流検出回路３９Ａ２のピークホールド回路３９ｐから出力される電流検出値ＩＡ３ｄが最大値選択回路７２の一方の入力側に供給され、この最大値選択回路７２の他方の入力側に制御演算装置３１から出力される診断信号Ｓｄ１が増幅器７３を介して入力されている。この最大値選択回路７２では、診断信号Ｓｄ１が入力されていないときには、電流検出値ＩＡ３ｄを選択し、診断信号Ｓｄ１が入力されているときには診断信号Ｓｄ１を選択する。ここで、制御演算装置３１では、所定時間例えば１分毎に例えばタイマ割込処理によって診断信号Ｓｄ１およびＳ２ｄを交互に出力する。あるいは、モータによる操舵補助がされていない状態を検出して診断信号Ｓｄ１およびＳｄ２を出力する。
【００５５】
最大値選択回路７２から出力される選択信号Ｓｓは、過電流状態であるか否かを判定する過電流判定回路７４に供給され、この過電流判定回路７４で入力される選択信号Ｓｓが過電流閾値Ｖｏｃｔ以上であるときにローレベルとなり、選択信号Ｓｓが過電流閾値Ｖｏｃｔ未満であるときにハイレベルとなる過電流判定信号Ｓｏｃが出力され、この過電流判定信号Ｓｏｃがアンド回路７１の他方の入力側に供給される。ここで、過電流閾値Ｖｏｃｔは、過電流閾値Ｉｏｃｔに電流検出用抵抗（シャント抵抗）５２Ａおよび５２Ｂの抵抗値Ｒｓを乗算した値（Ｖｏｃｔ＝Ｉｏｃｔ×Ｒｓ）に設定され、例えば過電流閾値Ｉｏｃｔとして１５０Ａ、電流検出用抵抗５２Ａおよび５２Ｂの抵抗Ｒｓとして１ｍΩが設定されている。
【００５６】
このように過電流時遮断回路７０Ａおよび７０Ｂを構成することにより、制御演算装置３１から診断信号Ｓｄ１が出力されていない状態では、最大値選択回路７２で電流検出回路３９Ａ２のピークホールド回路３９ｐで検出された電流検出値ＩＡ３ｄが選択されて選択信号Ｓｓとして過電流判定回路７４に供給される。
このため、モータ駆動回路３２Ａの下アームの電界効果トランジスタＱ２、Ｑ４、Ｑ６にショート異常が発生していない状態では、電流検出回路３９Ａ２のピークホールド回路３９ｐで検出される電流検出値ＩＡ３ｄが過電流閾値Ｖｏｃｔ以上となることがなく、過電流判定回路７４からはハイレベルの過電流判定信号Ｓｏｃがアンド回路７１に出力されている。
【００５７】
一方、制御演算装置３１では、電源投入状態となったときに、異常検出部３１ａでモータ駆動回路３２Ａの異常を検出していないときには、ハイレベルのゲート信号Ｓｇをアンド回路７１に出力しており、モータ駆動回路３２Ａの異常を検出したときにはローレベルのゲート信号Ｓｇを出力する。
したがって、モータ駆動回路３２Ａが正常状態であるときには、制御演算装置３１からハイレベルのゲート信号Ｓｇが出力されるとともに、電流検出回路３９Ａ２のピークホールド回路３９ｐで検出される電流検出値ＩＡ３ｄが過電流閾値Ｖｏｃｔ以上となることはなく、過電流判定回路７４からハイレベルの過電流判定信号Ｓｏｃがアンド回路７１に出力される。
このため、アンド回路７１の出力信号はハイレベルとなってモータ電流遮断部３３Ａの電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３がオン状態に制御され、モータ駆動回路３２Ａから出力されるモータ電流Ｉａ〜Ｉｃが３相電動モータ１２の相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃに供給される。３相電動モータ１２で操舵トルクに応じた操舵補助力を発生する。
【００５８】
このモータ駆動回路３２Ａの正常状態からモータ駆動回路３２Ａの下側アームとなる電界効果トランジスタＱ２、Ｑ４およびＱ６の何れか１つにショート故障が発生したときには、ショート故障が発生した相アームの上アームとなる電界効果トランジスタＱ１、Ｑ３およびＱ５がオン状態となったときに、短絡電流が流れる。この短絡電流が電流検出回路３９Ａで検出され、最大値選択回路７２を介して過電流判定回路７４に供給される。このとき、過電流判定回路７４に入力される電流検出値ＩＡ３ｄが過電流閾値Ｖｏｃｔ以上となるので、過電流判定回路７４からローレベルの過電流判定信号Ｓｏｃがアンド回路７１に出力される。このため、アンド回路７１の出力はローレベルとなり、モータ電流遮断部３３Ａの電流遮断用の電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３および電源遮断部４４Ａの電界効果トランジスタＱＣがオフ状態に制御され、モータ駆動回路３２Ａから３相電動モータ１２に出力されるモータ電流Ｉａ〜Ｉｃが遮断される。
【００５９】
さらに、これにより、ピークホールド回路３９ｐで保持されている間、遮断状態が続き、電流検出回路３９Ａ１での電流検出値ＩＡ１ｄおよび電流検出回路３９Ａ２での電流検出値ＩＡ２ｄが零となるため、異常検出部３１ａでモータ駆動回路３２Ａの異常として検出できる。
このように、モータ駆動回路３２Ａが過電流状態となると、ハードウェアで構成される過電流時遮断回路７０Ａおよび７０Ｂで過電流状態を即座に検出することができ、過電流状態を検出したときには、モータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂを即座に遮断動作させるとともに、電源遮断部４４Ａ又は４４Ｂも即座に遮断動作させることができ、過電流状態となったことにより、モータ駆動回路３２Ａ又は３２Ｂの電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６が過電流によって損傷することを確実に防止できる。
【００６０】
一方、過電流時遮断回路７０Ａおよび７０Ｂが正常に動作しているか否かを診断するは、電源投入後に制御演算装置３１の異常診断部３１ｂから所定時間毎あるいはモータによる操舵補助がされていない状態が検出されたタイミングにより増幅器７３を介して過電流閾値Ｉｏｃｔより大きな値となる診断信号Ｓｄ１およびＳｄ２からなる診断信号Ｓｄがモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂに交互に出力される。
この診断信号Ｓｄが制御演算装置３１から出力されると、最大値選択回路７２で診断信号Ｓｄが選択されて過電流判定回路７４に供給される。この過電流判定回路７４では、入力される診断信号Ｓｄが過電流閾値Ｉｏｃｔより大きいので、ローレベルの過電流判定信号Ｓｏｃがアンド回路７１に出力される。このため、アンド回路７１の出力がローレベルとなり、モータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂが遮断状態に制御されるとともに、電源遮断部４４Ａ又は４４Ｂが遮断状態に制御される。このため、モータ電圧検出回路４０Ａ又は４０Ｂのモータ相電圧Ｖ１ｍａ〜Ｖ１ｍｃ又はＶ２ｍａ〜Ｖ２ｍｃあるいは電流検出回路３９Ａ１および３９Ａ２又は３９Ｂ１および３９Ｂ２の電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＡ２ｄ又はＩＢ１ｄおよびＩＢ２ｄが零となっているかを確認することにより、過電流時遮断回路７０Ａおよび７０Ｂが正常に動作するか否かを診断することができる。
【００６１】
このとき、制御演算装置３１から診断信号Ｓｄがモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂに対して所定時間毎に交互に供給されるので、診断信号Ｓｄが供給されていないモータ駆動回路３２Ａ又は３２Ｂでは、正常な操舵補助制御を継続することができ、診断中に運転者に違和感を与えることを防止できる。あるいは、モータによる操舵補助がされていない状態で診断信号Ｓｄを供給することによっても、運転者に違和感を与えることを防止できる。
この他、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの下アームのショート異常による過電流状態からモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６を保護するには、図１５に示すように、電源供給ラインおよび接地間に電流側路回路８０Ａおよび８０Ｂを設けるようにしてもよい。
【００６２】
この電流側路回路８０Ａおよび８０Ｂのそれぞれは、図１６に示すように、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのバッテリー２２からの電力が供給される電源ラインＬｐと接地との間に電界効果トランジスタ８１および保護抵抗８２の直列回路が介挿されている。ここで、保護抵抗８２の抵抗値は、電界効果トランジスタ８１がオン状態となって過電流が流れるときに、電界効果トランジスタ８１が損傷しない程度の電流となるように設定されている。
そして、電界効果トランジスタ８１のゲートに、上述した図１４と同様の構成を有する過電流判定回路７４の過電流判定信号Ｓｏｃが入力されている。ここで、過電流判定回路７４は、過電流状態と判定した場合にハイレベルの過電流判定信号Ｓｏｃを電界効果トランジスタ８１のベースに供給して、この電界効果トランジスタ８１をオン状態とし、過電流状態ではないと判定した場合にローレベルの過電流判定信号Ｓｏｃを電界効果トランジスタ８１のベースに供給して、この電界効果トランジスタ８１をオフ状態とする。
【００６３】
したがって、電流側路回路８０Ａおよび８０Ｂでは、過電流判定回路７４で過電流状態ではないと判定されたときには、ローレベルの過電流判定信号Ｓｏｃを出力して、電界効果トランジスタ８１をオフ状態とするので、バッテリー２２から供給されるバッテリー電流が側路されて低減されることなくモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂに供給される。
一方、過電流判定回路７４で過電流状態と判定されたときには、ハイレベルの過電流判定信号Ｓｏｃを出力して、電界効果トランジスタをオン状態に出力するので、バッテリー２２から供給される電流が電流側路回路８０Ａおよび８０Ｂを通じて、電流保護抵抗８３を介して接地に流れることになり、モータ駆動回路３２Ａ又は３２Ｂに供給される電流量が低下されて、過電流による電界効果トランジスタ８１およびモータ駆動回路３２Ａ又は３２Ｂの電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６の損傷を確実に防止することができる。
【００６４】
さらに、上記図１３および図１５の構成では、スイッチ部を利用して過電流状態を抑制するようにしているが、図１７に示すように、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂにおけるモータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂの３相電動モータ１２側に保護抵抗又は保護コイルで構成される過電流抑制部８５Ａおよび８５Ｂを配置するようにしてもよい。ここで、過電流抑制部８５Ａおよび８５Ｂは、図１７に示すように、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの双方に配置するようにしてもよく、図１８に示すように、モータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂ間に１組の過電流抑制部８５Ｃを配置するようにしてもよい。
【００６５】
このように、過電流抑制部８５Ａおよび８５Ｂを設けることにより、一方のモータ駆動回路３２Ａ又は３２Ｂでショート異常が発生したときに、正常なモータ駆動回路３２Ａ（又は３２Ｂ）からショート異常が発生したモータ駆動回路３２Ｂ（又は３２Ａ）にモータ電流Ｉａ〜Ｉｃが回り込んで３相電動モータ１２へ供給するモータ電流に影響を与えることを確実に防止することができる。ここで、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂに個別に過電流抑制部８５Ａおよび８５Ｂを設ける場合には、モータ駆動回路３２Ａ及び３２Ｂの回路定数を一致させることができ、モータ駆動回路３２Ａ及び３２Ｂの設計時に回路定数のアンバランスを考慮する必要がなく、回路設計を容易に行うことができる。
【００６６】
また、上記実施形態においては、電流検出回路３９Ａおよび３９Ｂの電流検出部を各スイッチングアームＳＷＡａ〜ＳＷＡｃ及びＳＷＢａ〜ＳＷＢｃの接地側の接続部と接地との間に介挿した１つのシャント抵抗５２Ａおよび５２Ｂで構成し、各シャント抵抗５２Ａおよび５２Ｂの両端電圧をオペアンプ３９ａに供給し、このオペアンプ３９ａの出力信号をサンプルホールド回路３９ｓでサンプルホールドし、このサンプルホールド信号をＡ／Ｄ変換部３１ｃでデジタル信号に変換するようにしている。このとき、Ａ／Ｄ変換部３１ｃでのサンプリング区間とモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂを構成する各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６のパルス幅変調信号との関係の一例を図１９に示す。この図１９では、例えばスイッチングアームＳＷＡａ及びＳＷＢａが最大デューティ相で、スイッチングアームＳＷＡｂおよびＳＷＢｂが中間デューティ相であり、スイッチングアームＳＷＡｃおよびＳＷＢｃが最小デューティ相であるものとする。
【００６７】
この場合には、最大デューティ相となるスイッチングアームＳＷＡａおよびＳＷＢａでは、パルス幅変調信号の１周期（例えば５０μｓｅｃ）の開始時点ｔ０で上アームとなる電界効果トランジスタＱ１がオフ状態からオン状態に反転し、その後時点ｔ２で中間デューティ相となるスイッチングアームＳＷＡｂおよびＳＷＢｂの上アームとなる電界効果トランジスタＱ３がオフ状態からオン状態に反転し、その後時点ｔ３で最小デューティ相となるスイッチングアームＳＷＡｃおよびＳＷＢｃの上アームとなる電界効果トランジスタＱ５がオフ状態からオン状態に反転する。
【００６８】
その後、時点ｔ４で電界効果トランジスタＱ５がオン状態からオフ状態に反転し、時点ｔ４およびｔ５間で電界効果トランジスタＱ３がオン状態からオフ状態に反転し、時点ｔ５で電界効果トランジスタＱ１がオン状態からオフ状態に反転する。
このそして、モータ駆動回路３２Ａ及び３２Ｂの各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６のゲート信号を形成するためには、一相の上アーム側の電界効果トランジスタ例えばＱ１のみがオン状態となる時点ｔ０〜ｔ１間のサンプリング区間ＳＰ１と、二相の上アーム側の電界効果トランジスタのみがオン状態となる時点ｔ２およびｔ３間のサンプリング区間ＳＰ３でサンプルホールド回路３９ｓから出力される電流検出値ＩＡ２ｄおよびＩＢ２ｄをサンプリングしてデジタル信号に変換する。
【００６９】
そして、制御演算装置３１で、モータ電流の総和が零すなわちＩａ＋Ｉｂ＋Ｉｃ＝０となることを利用して各相モータ電流Ｉａ、ＩｂおよびＩｃを検出することができる。このため、図６で前述した電圧指令値演算部３８でモータ電流指令値Ｉａ＊、Ｉｂ＊およびＩｃ＊と検出した各相モータ電流Ｉａ、ＩｂおよびＩｃとに基づいて電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂおよびΔＩｃを算出し、これらに対してＰＩ制御処理を施して電圧指令値Ｖ１＊およびＶ２＊を算出することができる。
【００７０】
また、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂを構成する各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６の全てについてのオープン故障を制御演算装置３１内に設けられたＡ／Ｄ変換部３１ｃでＡ／Ｄ変換したデジタル電流検出信号から検出する場合に、ステアリングホイール１が操舵されて３相電動モータ１２が回転駆動されているときには、パルス幅変調信号の１周期の間の最大デューティ相、中間デューティ相及び最小デューティ相となるスイッチングアームＳＷＡａ〜ＳＷＡｃおよびＳＷＢａ〜ＳＷＢｃが順次変化するので、Ａ／Ｄ変換部３１ｃから出力されるサンプリング区間ＳＰ１及びＳＰ３でサンプリングしたサンプルホールド出力に基づくデジタル電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＢ１ｄさらにＩＡ２ｄおよびＩＢ２ｄを比較することにより、各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６のオープン故障を検出することができる。
【００７１】
しかしながら、ステアリングホイール１が保舵状態にあるときには、３相電動モータ１２で操舵補助トルクを発生しているが、３相電動モータ１２自体は回転しないので、パルス幅変調信号の１周期の間の最大デューティ相、中間デューティ相及び最小デューティ相が例えば図１９の状態で固定されてしまう。したがって、図１９の状態では、最大デューティ相となるスイッチングアームＳＷＡａ及びＳＷＢａの下アームとなる電界効果トランジスタＱ２の何れかにオープン故障が発生した場合や、最小デューティ相となるスイッチングアームＳＷＡｃおよびＳＷＢｃの上アームとなる電界効果トランジスタＱ５の何れかにオープン故障が発生した場合には、Ａ／Ｄ変換回路のサンプリング区間ＳＰ１及びＳＰ３内にオン状態となることがないので、オープン故障を検出できないことになる。
【００７２】
このため、本実施形態では、Ａ／Ｄ変換部３１ｃでのサンプリング区間ＳＰ１およびＳＰ３に、時点ｔ３〜ｔ４間のサンプリング区間ＳＰ４と時点ｔ５〜ｔ６間のサンプリング区間ＳＰ６とを加えることにより、最大デューティ相の下アームとなる電界効果トランジスタのオン状態、最小デューティ相の上アームとなる電界効果トランジスタのオン状態でのデジタル電流検出値を得ることが可能となる。
したがって、電流検出回路３９Ａ１および３９Ｂ１又は３９Ａ２および３９Ｂ２で検出した電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＢ１ｄ又はＩＡ２ｄおよびＩＢ２ｄのデジタル電流検出値を比較することにより、最大デューティ相の下アームとなる電界効果トランジスタ及び最小デューティ相の上アームとなる電界効果トランジスタのオープンの故障を確実に検出することができる。このＡ／Ｄ変換部３１ｃでのサンプリング区間ＳＰ４およびＳＰ６の追加は、ステアリングホイール１が保舵状態となっている状態すなわち回転位置センサ１３ａからの回転位置検出値の変化がないとき又は変化が僅かであるときに行えばよい。
【００７３】
上記の理由から、Ａ／Ｄ変換部３１ｃのサンプリング区間を増加させる場合に代えて、回転位置センサ１３ａからの回転位置検出値の変化がないときに又は変化が僅かである場合に、運転者に違和感を抱かせない程度に３相電動モータ１２を時計方向及び反時計方向に微動させるように例えば図２０に示す指令値補正部７５で微動補正値を加算器３６に出力するようにして、保舵による３相電動モータ１２の回転停止状態が生じないようにするようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、異常診断部３１ｂの異常検出部３１ａでモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオープン故障およびショート故障を検出する場合について説明したが、これに限定されるものではない。異常診断部３１ｂでモータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのモータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂと電源遮断部４４Ａ，４４Ａ′および４４Ｂ，４４Ｂ′の動作異常を検出することもできる。
【００７４】
この場合には、モータ駆動回路３２Ａに、図２１に示すように、シャント抵抗５１Ａと電界効果トランジスタＱ１、Ｑ３およびＱ５間に入力電圧ＶＲ１を検出する入力電圧検出回路１００Ａを介挿する。同様に、モータ駆動回路３２Ｂに、図２１に示すように、シャント抵抗５１Ｂと電界効果トランジスタＱ１、Ｑ３およびＱ５間に入力電圧ＶＲ２を検出する入力電圧検出回路１００Ｂを介挿する。
そして、制御演算装置３１の異常診断部３１ｂは、図２２に示すように、電流遮断診断部１０１と、駆動状態判定部１０２とを備えている。そして、電流遮断診断部１０１は、  
【００７５】
第１の診断部１０１ａ、第２の診断部１０１ｂ及び第３の診断部１０１ｃを備えている。
第１の診断部１０１ａは、モータ電流遮断診断部を兼ねており、モータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂを一時的に遮断状態としてモータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂの動作状態を診断する。
第２の診断部１０１ｂは、電源遮断部４４Ａ，４４Ａ′又は４４Ｂ，４４Ｂ′を一時的に遮断状態として電源遮断部の４４Ａ，４４Ａ′又は４４Ｂ，４４Ｂ′の動作状態を診断する。
第３の診断部１０１ｃは、モータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂと電源遮断部４４Ａ，４４Ａ′又は４４Ｂ，４４Ｂ′を一時的に遮断状態としてモータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂと電源遮断部４４Ａ，４４Ａ′又は４４Ｂ，４４Ｂ′の動作状態を診断する。
【００７６】
そして、制御演算装置３１の異常診断部３１ｂは、図２３で示すように、３相電動モータの駆動制御中に、図２３に示す電流遮断診断処理を所定時間（例えば１秒）毎のタイマ割込処理として実行する。
この電流遮断診断処理は、先ず、ステップＳ１で、前回の診断時点から所定時間（例えば１分）が経過したか否かを判定し、所定時間が経過していないときにはそのまま電流遮断診断処理を終了し、所定時間が経過したときにはステップＳ２に移行する。
このステップＳ２では、３相電動モータ１２にモータ電流Ｉａ〜Ｉｃが流れて高トルク状態であるかモータ電流が“０”に近い状態の低トルク状態であるかを判定する。この判定は、電流指令値Ｉ＊の絶対値が所定値以上、相電流指令値Ｉａ＊〜Ｉｃ＊の最大値の絶対値が所定値以上および電流検出値Ｉａｄ〜Ｉｃｄが所定値以上であるときに、高トルク状態と判定し、そうでないときに低トルク状態と判定する。
【００７７】
このステップＳ２の判定結果が、モータ電流Ｉａ〜Ｉｃが流れて高トルク状態であるときには、ステップＳ３に移行して、モータ駆動回路３２Ａにおけるモータ電流遮断部の動作状態を上側電流検出値ＩＡ１ｄ及び下側電流検出値ＩＡ２ｄに基づいて診断するモータ電流遮断部電流診断処理を実行してからステップＳ４に移行する。
このステップＳ４では、モータ駆動回路３２Ａにおける電源遮断部４４Ａ，４４Ａ′の動作状態を上側電流検出値ＩＡ１ｄ及び下側電流検出値ＩＡ２ｄに基づいて診断する電源遮断部電流診断処理を実行してからステップＳ５に移行する。
このステップＳ５では、モータ駆動回路３２Ｂにおけるモータ電流遮断部の動作状態上側電流検出値ＩＢ１ｄ及び下側電流検出値ＩＢ２ｄに基づいて診断するモータ電流遮断部電流診断処理を実行してからステップＳ６に移行する。
このステップＳ６では、モータ駆動回路３２Ｂにおける電源遮断部４４Ｂ，４４Ｂ′の動作状態を上側電流検出値ＩＢ１ｄ及び下側電流検出値ＩＢ２ｄに基づいて診断する電源遮断部電流診断処理を実行してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００７８】
また、前記ステップＳ２の判定結果が、モータ電流が流れていないか少ない低トルク状態であるときには、ステップＳ７に移行して、モータ駆動回路３２Ａにおけるモータ電流遮断部３３Ａおよび電源遮断部４４Ａ，４４Ａ′の動作状態を入力電圧検出回路１００Ａで検出する入力電圧ＶＲ１に基づいて診断する電流遮断部電圧診断処理を実行してからステップＳ８に移行する。
このステップＳ８では、モータ駆動回路３２Ｂにおけるモータ電流遮断部３３Ｂおよび電源遮断部４４Ｂ，４４Ｂ′の動作状態を入力電圧検出回路１００Ｂで検出する入力電圧ＶＲ２に基づいて診断する電流遮断部電圧診断処理を実行してからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
【００７９】
ここで、図２３におけるステップＳ３のモータ電流遮断部電流診断処理は、図２４に示すように、先ず、ステップＳ１１で、モータ駆動回路３２Ａのモータ電流遮断部３３Ａの各電界効果トランジスタをＱＡ１〜ＱＡ３をオフ状態に制御してからステップＳ１２に移行する。
このステップＳ１２では、電流検出回路３９Ａ１および３９Ａ２の上側電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＡ２ｄを読込んで電流が流れている通電状態であるか非通電状態であるかを判定する。
このステップＳ１２の判定結果が、非通電状態であるときには、ステップＳ１３に移行して、モータ電流遮断部３３Ａの電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３が正常であるものと判断してからステップＳ１４に移行して、モータ電流遮断部３３Ａの各電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３をオン状態に復帰させてから図２３のステップＳ４に移行する。
【００８０】
一方、ステップＳ１２の判定結果が、通電状態であるときには、ステップＳ１５に移行して、モータ電流遮断部３３Ａの電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３の何れか１つ又は複数にショート故障が生じているものと判断してからステップＳ１６に移行する。
このステップＳ１６では、論理値“１”の異常検出信号ＳＡａをゲート駆動回路４１Ａに出力する異常時処理を実行し、インバータ回路４２Ａの電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６をオフ状態とし、且つモータ電流遮断部３３Ａの各電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３をオフ状態とするとともに、電源遮断部４４Ａおよび４４Ａ′を構成する電界効果トランジスタをオフ状態としてから図２３のステップＳ４に移行する。
したがって、前述した実施形態におけるモータ駆動回路３２Ａに異常が検出された場合と同様の正常なモータ駆動回路３２Ｂを使用して、正常時と遜色のない操舵補助特性を発揮することができる。
【００８１】
この図２４の処理において、ステップＳ１２の判定は、上記に限定されるものではなく、上側電流検出値ＩＡ１ｄと下側電流検出値ＩＡ２ｄとが不一致であるか否かを判定するようにしてもよい。
なお、この図２４の処理が第１の診断部１０１ａに対応している。
また、図２３におけるステップＳ４の電源遮断部電流診断処理は、図２５に示すように、先ず、ステップＳ２１で、モータ駆動回路３２Ａの電源遮断部４４Ａおよび４４Ａ′をオフ状態に制御してからステップＳ２２に移行する。
このステップＳ２２では、電流検出回路３９Ａ１および３９Ａ２の上側電流検出値ＩＡ１ｄおよびＩＡ２ｄを読込んで電流が流れている通電状態であるか非通電状態であるかを判定する。
【００８２】
このステップＳ２２の判定結果が、非通電状態であるときには、ステップＳ２３に移行して、電源遮断部４４Ａおよび４４Ａ′を構成する電界効果トランジスタが正常であるものと判断してからステップＳ２４に移行して、電源遮断部４４Ａおよび４４Ａ′を構成する各電界効果トランジスタをオン状態に復帰させてから図２３のステップＳ５に移行する。
一方、ステップＳ２２の判定結果が、通電状態であるときには、ステップＳ２５に移行して、電源遮断部４４Ａおよび４４Ａ′の電界効果トランジスタの何れか１つ又は双方にショート故障が生じているものと判断してからステップＳ２６に移行する。
【００８３】
このステップＳ２６では、論理値“１”の異常検出信号ＳＡａをゲート駆動回路４１Ａに出力して、ゲート駆動回路４１Ａに出力する異常時処理を実行し、インバータ回路４２Ａの電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６をオフ状態とし、且つモータ電流遮断部３３Ａの各電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３をオフ状態とするとともに、電源遮断部４４Ａおよび４４Ａ′を構成する電界効果トランジスタをオフ状態としてから図２３のステップＳ５に移行する。
したがって、前述した実施形態におけるモータ駆動回路３２Ａに異常が検出された場合と同様の正常なモータ駆動回路３２Ｂを使用して、正常時と遜色のない操舵補助特性を発揮することができる。
この図２５の処理において、ステップＳ２２の判定は、上記に限定されるものではなく、上側電流検出値ＩＡ１ｄと下側電流検出値ＩＡ２ｄとが不一致であるか否かを判定するようにしてもよい。
なお、この図２５の処理が第２の診断部１０１ｂに対応している。
【００８４】
また、図２３のステップＳ５のモータ電流遮断部電流診断処理及びＳ６の電源遮断部電流診断処理は上述した図２４および図２５の処理において、モータ駆動回路３２Ａに対する動作をモータ駆動回路３２Ｂに対する動作に置換すれば良いので、図示及び詳細説明は省略する。
さらに、図２３におけるステップＳ７の電流遮断部電圧診断処理は、図２６に示すように、先ず、ステップＳ３１で、モータ駆動回路３２Ａのモータ電流遮断部３３Ａの各電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３をオフ状態とするとともに、電源遮断部４４Ａおよび４４Ａ′を構成する電界効果トランジスタをオフ状態としてからステップＳ３２に移行する。
【００８５】
このステップＳ３２では、入力電圧検出回路１００Ａで検出した入力電圧ＶＲ１を読込み、この入力電圧ＶＲ１が低下しているか否かを判定する。
このステップＳ３２の判定結果が、入力電圧ＶＲ１が低下しているときには、ステップＳ３３に移行して、モータ電流遮断部３３Ａの各電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３が正常であるとともに、電源遮断部４４Ａおよび４４Ａ′を構成する電界効果トランジスタが正常であると判断してステップＳ３４に移行する。
このステップＳ３４では、モータ駆動回路３２Ａのモータ電流遮断部３３Ａの各電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３と電源遮断部４４Ａおよび４４Ａ′を構成する電界効果トランジスタとをともにオン状態に復帰させてから図２３のステップＳ８に移行する。
【００８６】
一方、ステップＳ３２の判定結果が、入力電圧ＶＲ１が低下しない場合には、ステップＳ３５に移行して、モータ電流遮断部３３Ａの電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３の何れか１つ又は複数にショート故障が発生したか又は電源遮断部４４Ａにショート故障が発生したものと判断してステップＳ３６に移行する。
このステップＳ３６では、前述した図２４のステップＳ１６と同様に、論理値“１”の異常検出信号ＳＡａをゲート駆動回路４１Ａに出力して、ゲート駆動回路４１Ａに出力する異常時処理を実行し、インバータ回路４２Ａの電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６をオフ状態とし、且つモータ電流遮断部３３Ａの各電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３をオフ状態とするともに、電源遮断部４４Ａおよび４４Ａ′を構成する電界効果トランジスタをオフ状態としてから図２３のステップＳ８に移行する。
したがって、前述した実施形態におけるモータ駆動回路３２Ａに異常が検出された場合と同様の正常なモータ駆動回路３２Ｂを使用して、正常時と遜色のない操舵補助特性を発揮することができる。
【００８７】
この図２６の処理において、ステップＳ３２の判定処理は、入力電圧ＶＲ１の低下を判定する場合に限らず、入力電圧ＶＲ１がモータ駆動回路３２Ｂの入力電圧ＶＲ２より低いか又はバッテリー２２の電源電圧より低いかを判定するようにしてもよい。
この図２６の処理が第３の診断部１０１ｃに対応している。
また、図２３のステップＳ８の電流遮断部電圧診断処理は上述した図２６の処理において、モータ駆動回路３２Ａに対する動作をモータ駆動回路３２Ｂに対する動作に置換すれば良いので、図示及び詳細説明は省略する。
【００８８】
このように、モータ電流遮断部３３Ａおよび３３Ｂと電源遮断部４４Ａ，４４Ａ′及び４４Ｂ，４４Ｂ′との何れかにショート故障が発生した場合には、異常診断部３１ｂで実行する電流遮断異常診断処理で、該当するモータ駆動回路３２Ａ又は３２Ｂのモータ電流遮断部３３Ａ又は３３Ｂと電源遮断部４４Ａ，４４Ａ′又は４４Ｂ，４４Ｂ′とを遮断することができる。したがって、図２１〜図２６の構成によると、前述した実施形態におけるモータ駆動回路３２Ａに異常が検出された場合と同様の正常なモータ駆動回路３２Ｂを使用して、正常時と遜色のない操舵補助特性を発揮することができる。このとき、モータ駆動回路３２Ａの異常が検出された段階で、警報回路５０に警報信号Ｓｗａが出力されることにより、運転者にモータ駆動回路３２Ａの異常を報知して、最寄りの修理点検ステーションへの立ち寄りを促すことができる。
【００８９】
なお、図２１〜図２６の異常診断処理では、モータ電流遮断部電流診断処理、電源遮断部電流診断処理、電流遮断部電圧診断処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、各モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂのそれぞれに対して、モータ電流遮断部電流診断処理、電源遮断部電流診断処理、電流遮断部電圧診断処理のうちの１つ又は２つを実行するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、電流検出回路３９Ａおよび３９Ｂを各インバータ回路毎に２つのシャント抵抗５１Ａ，５２Ａおよび５１Ｂ，５２Ｂを使用してモータ電流の検出を行う場合について説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、本発明では、モータ駆動回路３２Ａおよび３２Ｂの各相スイッチングアームＳＷＡａ〜ＳＷＡｃ及びＳＷＢａ〜ＳＷＢｃの接地側に個別にシャント抵抗を介挿して、各相のモータ電流を検出したり、３つのシャント抵抗のうち一つを省略して省略した相のモータ電流を演算で算出したりするようにしてもよい。
【００９０】
また、上記実施形態においては、制御演算装置３１がＡ／Ｄ変換部３１ｃを内蔵している場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電流検出回路３９Ａ１，３９Ａ２および３９Ｂ１，３９Ｂ２の出力側にＡ／Ｄ変換部を設けるようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、モータ回転角検出回路１３がレゾルバを使用した構成である場合について説明したが、このモータ回転角検出回路１３についても、図２７に示すように、バックアップ制御を行っている。
すなわち、モータ回転角検出回路１３の具体的構成は、図２７に示すように、メインモータ回転角検出回路８６と、サブモータ回転角検出回路８７と、これらメインモータ回転角検出回路８６およびサブモータ回転角検出回路８７から出力されるモータ回転角θｍ１およびθｍ２を選択する回転角選択部８８とを備えている。
【００９１】
メインモータ回転角検出回路８６は、３相電動モータ１２の回転角を検出するレゾルバ８６Ａと、このレゾルバ８６Ａから出力される３相電動モータ１２の回転角に応じたｓｉｎ信号およびｃｏｓ信号に基づいてモータ回転角θｍを演算する角度演算部８６Ｂと、レゾルバ８６Ａおよび角度演算部８６Ｂの異常を検出し、異常検出信号ＳＡｒを出力する異常検出部８６Ｃとを備えている。
また、サブモータ回転角検出回路８７は、モータ電流検出値Ｉｍと、モータ電圧検出値Ｖｍと、前述した図２における出力側回転角センサ３ｃから出力される出力軸角度検出信号θｏｓが入力されている。
このサブモータ回転角検出回路８７は、モータ電流検出値Ｉｍおよびモータ電圧検出値Ｖｍに基づいて逆起電圧ＥＭＦを算出し、算出した逆起電圧ＥＭＦに基づいてモータ回転角θｍを推定する第１のモータ回転角推定部８７Ａと、出力軸角度検出信号θｏｓに基づいてモータ回転角θｍを推定する第２のモータ回転角推定部８７Ｂと、第１のモータ回転角推定部８７Ａおよび第２のモータ回転角推定部８７Ｂのモータ回転角推定値θｍｅ１およびθｍｅ２を選択する選択部８７Ｃとを備えている。
【００９２】
ここで、選択部８７Ｃは、第１のモータ回転角推定部８７Ａで算出した逆起電圧ＥＭＦが入力され、逆起電圧ＥＭＦが所定閾値以上であるときには第１のモータ回転角推定部８７Ａで推定したモータ回転角推定値θｍｅ１を選択し、逆起電圧ＥＭＦが所定閾値未満であるときには第２のモータ回転角推定部８７Ｂで推定したモータ回転角推定値θｍｅ２を選択してモータ回転角θｍ２として出力する。
また、回転角選択部８８は、メインモータ回転角検出回路８６の異常検出部８６Ｃから出力される異常検出信号ＳＡｒが異常なしを表す論理値“０”であるときに、メインモータ回転角検出回路８６から出力されるモータ回転角θｍ１を選択してモータ回転角θｍとして前述した制御演算装置３１に出力し、異常検出信号ＳＡｒが異常ありを表す論理値“１”であるときに、サブモータ回転角検出回路８７から出力されるモータ回転角θｍ２を選択してモータ回転角θｍとして制御演算装置３１に出力する。
【００９３】
このように、モータ回転角検出回路１３をメインモータ回転角検出回路８６とサブモータ回転角検出回路８７と、回転角選択部８８とで構成することにより、メインモータ回転角検出回路８６が正常であるときには、このメインモータ回転角検出回路８６から出力される高精度のモータ回転角θｍ１をモータ回転角θｍとして制御演算装置３１に出力する。そして、メインモータ回転角検出回路８６に異常が発生した場合には、サブモータ回転角検出回路８７で推定したモータ回転角推定値θｍｅ１又はθｍｅ２をモータ回転角θｍとして制御演算装置３１に出力する。
【００９４】
さらに、サブモータ回転角検出回路８７では、３相電動モータ１２のモータ巻線Ｌａ〜Ｌｃで発生する逆起電圧ＥＭＦが所定閾値以上となるモータ回転速度が高い状態では、逆起電圧ＥＭＦに基づいてモータ回転角を推定する第１のモータ回転角推定部８７Ａで推定したモータ回転角推定値θｍｅ１を選択し、逆起電圧ＥＭＦが所定閾値未満となるモータ回転速度が低い領域では、逆起電圧ＥＭＦに基づいて推定するモータ回転角推定値θｍｅ１の推定精度が低下するので、第２のモータ回転角推定部８７Ｂで出力軸角度検出信号θｏｓに基づいて推定したモータ回転角推定値θｍｅ２を選択する。
【００９５】
これにより、メインモータ回転角検出回路８６に異常が生じたときに、サブモータ回転角検出回路８７で最低限必要な精度を確保しながらモータ回転角を求めることができる。
また、上記実施形態では、操舵トルクセンサ３が図２に示すように入力側回転角センサ３ｂと出力側回転角センサ３ｃとを備えているので、図２に示すように入力軸２ａ側に操舵角センサ９１を設けることにより、この操舵角センサ９１の操舵角検出信号θｓと、出力側回転角センサ３ｃで検出される出力軸角度検出信号θｏｓとに基づいて絶対操舵角θａｂを検出することができる。
【００９６】
すなわち、操舵角センサ９１で、図２８（ａ）に示すように、ステアリングホイール１の２９６ｄｅｇ周期の鋸歯状波でなる操舵角検出信号θｓを出力させ、出力側回転角センサ３ｃで検出される出力軸２ｂの４０ｄｅｇ周期の鋸歯状波でなる出力軸角度検出信号θｏｓを出力させる。これら操舵角検出信号θｓと、出力軸角度検出信号θｏｓとが一致する操舵角は１４８０ｄｅｇとなる。そして、出力軸角度検出信号θｏｓが操舵角検出信号θｓ＝１４８０ｄｅｇ内のどの位置（１個目〜３７個目）にあるのかをバーニア演算することにより、図２８（ｂ）に示すように、絶対操舵角θａｂを求めることができる。
【００９７】
このためには、図２９に示すように、２系統のトルクセンサ３Ａおよび３Ｂを配置し、両トルクセンサ３Ａおよび３Ｂから出力される入力軸回転角検出信号θｉｓおよび出力軸角度検出信号θｏｓをバーニア演算部９２に供給するとともに、操舵角センサ９１で検出した操舵角検出信号θｓをバーニア演算部９２に供給し、このバーニア演算部９２でイグニッションスイッチがオン状態となった直後に１回バーニア演算を行って初期操舵角θｉｎｉｔを算出する。さらに、トルクセンサ３Ａおよび３Ｂから出力される出力軸角度検出信号θｏｓを平均化回路９３で平均値を算出し、この平均値の変化量を積算回路９４で積算して積算値を算出し、算出した積算値をバーニア演算部９２で算出した初期操舵角θｉｎｉｔに加算することにより、絶対値操舵角θａｂを算出する。
【００９８】
また、上記実施形態においては、電動モータが３相電動モータである場合について説明したが、これに限定されるものではなく、４相以上の多相電動モータにも本発明を適用することができる。
また、上記各実施形態においては、本発明によるモータ制御装置を電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動ブレーキ装置、ステアバイワイヤシステム、車両走行用のモータ駆動装置等の電動モータを使用する任意のシステムに本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００９９】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…操舵トルクセンサ、３ａ…トーションバー、３ｂ…入力側回転角センサ、３ｃ…出力側回転角センサ、８…ステアリングギヤ、１０…操舵補助機構、１２…３相電動モータ、Ｌａ…Ａ相モータ巻線、Ｌｂ…Ｂ相モータ巻線、Ｌｃ…Ｃ相モータ巻線、Ｌ１〜Ｌ３…コイル部、２０…モータ制御装置、２１…車速センサ、２２…バッテリー、３１…制御演算装置、３２Ａ…第１のモータ駆動回路、３２Ｂ…第２のモータ駆動回路、３３Ａ…第１のモータ電流遮断部、３３Ｂ…第２のモータ電流遮断部、３４…操舵補助電流指令値演算部、３５…補償制御演算部、３６…加算器、３７…ｄ−ｑ軸電流指令値演算部、３８…電圧指令値演算部、３９Ａ１，３９Ａ２，３９Ｂ１，３９Ｂ２…電流検出回路、４０Ａ，４０Ｂ…電圧検出回路、４１Ａ，４１Ｂ…ゲート駆動回路、４２Ａ，４２Ｂ…インバータ回路、４４Ａ，４４Ｂ…電源遮断部、５０…警報回路、６１…加算器、６２…電流フィードバック制御器、６３…加算器、６４…逆起電圧補償器、６５…減算器、７０Ａ，７０Ｂ…過電流時遮断回路、７１…アンド回路、７２…最大値選択回路、７３…増幅器、７４…過電流判定回路、７５…指令値補正部、８０Ａ，８０Ｂ…電流側路回路、８１…電界効果トランジスタ、８２…保護抵抗、８５Ａ，８５Ｂ…過電流抑制部、８６…メインモータ回転角検出回路、８７…サブモータ回転角検出回路、８８…角度選択部、９１…操舵角センサ、９２…バーニア演算部、９３…平均化回路、９４…積算回路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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