(57)【要約】【課題】インバータの電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサに蓄積された電荷に影響されて電源リレー回路のオン固着異常が誤って検出されることを抑制する。【解決手段】制御装置は、電源リレーと逆接保護リレーとからなる電源リレー回路のオフ操作状態で、ｑ軸電圧をゼロ、ｄ軸電圧をゼロでない所定電圧に設定することで、コンデンサに蓄積された電荷をモータの巻線に通して放電させ、係る放電操作状態でモータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに電源リレー回路のオン固着異常を判定する。そして、制御装置は、電源リレー回路のオン固着異常を判定したときに、放電操作状態からｑ軸電圧及びｄ軸電圧をゼロに設定することでインバータの下アームをオンさせ、サージ電流を接地点側に逃がしてサージ電圧を抑制する。【選択図】図２
2018160972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子を多相ブリッジ接続して構成され、モータの巻線に通電するインバータと、前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路と、前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、を備えたモータ駆動回路の制御装置であって、
前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる放電手段と、
前記放電手段による放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記電源リレー回路のオン固着異常を検出する診断手段と、
を含む、モータ駆動回路の制御装置。
【請求項２】
前記電源リレー回路は、前記インバータから前記電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、前記第１電源リレーと前記インバータとの間に接続され、前記電源から前記インバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレーとで構成され、
前記診断手段は、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出し、
前記診断手段が前記第１電源リレーのオン固着異常を検出したときに、前記放電手段による放電操作状態からサージ電流を前記電源側又は接地点側に逃がす操作状態に移行させるサージ対策手段を更に含む、請求項１記載のモータ駆動回路の制御装置。
【請求項３】
前記サージ対策手段は、前記インバータの全相の下段スイッチング素子をオン操作する、請求項２記載のモータ駆動回路の制御装置。
【請求項４】
前記サージ対策手段は、ｑ軸電圧及びｄ軸電圧が零になるように前記インバータのスイッチング素子を制御する、請求項２記載のモータ駆動回路の制御装置。
【請求項５】
前記サージ対策手段は、前記第２電源リレーをオン操作する、請求項２記載のモータ駆動回路の制御装置。
【請求項６】
前記サージ対策手段は、サージ電圧を抑制する操作状態を所定時間だけ保持する、請求項２から請求項５のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の制御装置。
【請求項７】
前記放電手段は、ｑ軸電圧が零にｄ軸電圧が零でない所定電圧になるように前記インバータのスイッチング素子を制御する、請求項１から請求項６のいずれか１つに記載のモータ駆動回路の制御装置。
【請求項８】
スイッチング素子を多相ブリッジ接続して構成され、モータの巻線に通電するインバータと、前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路と、前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、を備えたモータ駆動回路における診断方法であって、
前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる第１ステップと、
前記放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記電源リレー回路のオン固着異常を検出する第２ステップと、
を含む、モータ駆動回路の診断方法。
【請求項９】
前記電源リレー回路は、前記インバータから前記電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、前記第１電源リレーと前記インバータとの間に接続され、前記電源から前記インバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレーとで構成され、
前記第２ステップは、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出し、
前記第１電源リレーのオン固着異常を検出されたときに、放電操作状態からサージ電流を前記電源側又は接地点側に逃がす操作状態に移行させる第３ステップを更に含む、
請求項８記載のモータ駆動回路の診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動回路の制御装置及びモータ駆動回路の診断方法に関し、詳しくは、インバータと電源との間に接続した電源リレー回路のオン固着異常の有無を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動パワーステアリング装置において、電流リップル吸収用のコンデンサに蓄積された電荷を、インバータのスイッチング素子の制御におけるｑ軸電流の目標値を零としｄ軸電流の目標値を零でない値とすることで、モータの巻線を通して放電させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０９４３４２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、電源とインバータとの間に接続される電源リレー回路が、インバータから電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、第１電源リレーとインバータとの間に接続され、電源からインバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレー（逆接保護リレー）とで構成される場合がある。
ここで、モータ駆動回路の制御装置は、第１電源リレーのオン固着異常（オフ操作してもオン状態に保持される異常）の有無を、第１電源リレー及び第２電源リレーのオフ操作状態で第１電源リレーと第２電源リレーとの間の電圧が設定電圧を超えるか否かに基づき検出することができる。
しかし、電源リレー回路とインバータとの間の電源ラインと接地点との間にコンデンサが接続されるモータ駆動回路では、コンデンサに電荷が溜まっていて、かつ、第２電源リレーがオン固着していると、第１電源リレーがオフ状態でも第１電源リレーと第２電源リレーとの間の電圧が高くなり、第１電源リレーのオン固着異常を誤って検出するという問題があった。
【０００５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、コンデンサに蓄積された電荷に影響されて電源リレー回路のオン固着異常が誤って検出されることを抑制できる、モータ駆動回路の制御装置及びモータ駆動回路の診断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため、本願発明に係るモータ駆動回路の制御装置は、その一態様として、スイッチング素子を多相ブリッジ接続して構成され、モータの巻線に通電するインバータと、前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路と、前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、を備えたモータ駆動回路の制御装置であって、前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる放電手段と、前記放電手段による放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記電源リレー回路のオン固着異常を検出する診断手段と、を含む。
【０００７】
また、本願発明に係るモータ駆動回路の診断方法は、その一態様として、スイッチング素子を多相ブリッジ接続して構成され、モータの巻線に通電するインバータと、前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路と、前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、を備えたモータ駆動回路における診断方法であって、前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる第１ステップと、前記放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記電源リレー回路のオン固着異常を検出する第２ステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
上記発明によると、コンデンサに蓄積されていた電荷を放電させることでモータの巻線に電流が流れるが、コンデンサ放電が終了してもモータの巻線に電流が流れ続ける場合は、オフ操作している電源リレー回路が実際にはオン状態であって電源からインバータに電力が供給されていると推定できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態におけるモータ駆動回路を示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態における電源リレーのオン固着診断処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態におけるサージ電圧の発生を説明するためのタイムチャートである。
【図４】本発明の実施形態におけるサージ対策処理を説明するためのタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係るモータ駆動回路の一態様を示す回路図である。
モータ１２は、車両の電動パワーステアリング装置や内燃機関の可変圧縮比機構などの電動アクチュエータを構成する。
【００１１】
モータ１２は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイル及びＷ相コイルを備えた３相の永久磁石同期モータであり、モータ駆動回路２１で駆動される。
モータ駆動回路２１は、インバータ２２、インバータ２２のドライバ２３、コンデンサ２４、電源リレー回路２５、及び、電源リレー回路２５のドライバ２６などを含んで構成される。
【００１２】
モータ駆動回路２１は、制御装置としてのマイクロコンピュータ２７によって制御される。マイクロコンピュータ２７は、プロセッサ、メモリなどを含んで構成される。
インバータ２２は、駆動ライン２８Ｕ、２８Ｖ、２８Ｗを介してモータ１２のＵ相、Ｖ相及びＷ相をそれぞれ相毎に駆動する３組のスイッチング素子を備えた３相ブリッジ回路であり、各スイッチング素子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ３１−３６で構成される。
【００１３】
ＭＯＳＦＥＴ３１、３２は、電源ライン３７と電流検出抵抗３８の一端との間にドレイン・ソース間が直列接続され、ＭＯＳＦＥＴ３１とＭＯＳＦＥＴ３２との接続点に駆動ライン２８Ｕの一端が接続される。
ＭＯＳＦＥＴ３３、３４は、電源ライン３７と電流検出抵抗３８の一端との間にドレイン・ソース間が直列接続され、ＭＯＳＦＥＴ３３とＭＯＳＦＥＴ３４との接続点に駆動ライン２８Ｖの一端が接続される。
【００１４】
また、ＭＯＳＦＥＴ３５、３６は、電源ライン３７と電流検出抵抗３８の一端との間にドレイン・ソース間が直列接続され、ＭＯＳＦＥＴ３５とＭＯＳＦＥＴ３６との接続点に駆動ライン２８Ｗの一端が接続されている。
電流検出抵抗３８は、その他端が接地され、インバータ２２を流れる電流（インバータ２２の直流母線電流）を検出してマイクロコンピュータ２７に検出信号Ｓを供給する。
ここで、各ＭＯＳＦＥＴ３１−３６におけるソース・ドレイン間に順方向に接続されているダイオードＤ１−Ｄ６は寄生ダイオードである。
【００１５】
電源ライン３７は、電源リレー回路２５を介して、電源であるバッテリＢＡに接続される。
電源ライン３７と接地点との間には、コンデンサ２４が接続されている。
コンデンサ２４は、バッテリＢＡからインバータ２２への電力供給を補助するとともに、サージ電流などのノイズ成分を除去する。
【００１６】
電源リレー回路２５は、電源リレー（第１電源リレー）としてのＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ３９と、逆接保護リレー（第２電源リレー）としてのＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ４０とのドレイン・ソース間が直列接続されて構成される。
ＭＯＳＦＥＴ３９は、インバータ２２からバッテリＢＡに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードＤ１３を有する半導体スイッチング素子であり、このＭＯＳＦＥＴ３９とインバータ２２との間に接続されるＭＯＳＦＥＴ４０は、バッテリＢＡからインバータ２２に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードＤ１４を有する半導体スイッチング素子である。
【００１７】
電源リレー回路２５をＭＯＳＦＥＴ３９のみで構成すると、電源（バッテリＢＡ）の極性を誤って接続した場合に寄生ダイオードＤ１３を介して電流が流れることで回路が損傷する可能性がある。
そこで、ＭＯＳＦＥＴ３９の寄生ダイオードＤ１３とは電流を導通させる方向が逆方向である寄生ダイオードＤ１４を有するＭＯＳＦＥＴ４０を設けることで、電源が逆接されても寄生ダイオードを介して電流が流れることを抑止し、電源の逆接から回路を保護できるよう構成してある。
【００１８】
ドライバ２３は、インバータ２２における上流側駆動素子（上アーム）であるＭＯＳＦＥＴ３１、３３、３５をそれぞれ駆動するHigh側ドライバ部と、下流側駆動素子（下アーム）であるＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６をそれぞれ駆動するLow側ドライバ部とを備える。
High側ドライバ部の出力端には、ＭＯＳＦＥＴ３１、３３、３５のゲートがそれぞれ接続され、ＭＯＳＦＥＴ３１、３３、３５は、マイクロコンピュータ２７によって個別にオン／オフ制御される。
Low側ドライバ部の出力端には、ＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６のゲートがそれぞれ接続され、ＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６は、マイクロコンピュータ２７によって個別にオン／オフ制御される。
【００１９】
更に、ドライバ２６の出力端には、電源リレー回路２５を構成するＭＯＳＦＥＴ３９、４０のゲートがそれぞれ接続され、ＭＯＳＦＥＴ３９、４０は、マイクロコンピュータ２７によって個別にオン／オフ制御される。
マイクロコンピュータ２７は、電流検出抵抗３８の検出信号Ｓを入力し、検出信号Ｓに基づき検出した各相の相電流を用いた相補３相ＰＷＭ制御によってインバータ２２の各スイッチング素子を駆動制御する。
【００２０】
以下にマイクロコンピュータ２７によるインバータ２２の制御の一態様を説明する。
マイクロコンピュータ２７は、電流検出抵抗３８の検出信号Ｓに基づき検出した相電流検出値Ｉu、Ｉv、Ｉwを、そのときのモータ角度（磁極位置）θに基づいて２軸の回転座標系（ｄ−ｑ座標系）の実電流Ｉｄ，Ｉｑに変換する。
【００２１】
また、マイクロコンピュータ２７は、指令トルクに応じたｄ軸指令電流及びｑ軸指令電流を演算し、ｄ軸及びｑ軸指令電流、角速度、実電流Ｉｄ，Ｉｑに基づきｄ−ｑ座標系の指令電圧Ｖｑ，Ｖｄを決定し、決定した指令電圧Ｖｑ，Ｖｄを３相指令電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwに変換する。
更に、マイクロコンピュータ２７は、３相指令電圧Ｖu、Ｖv、Ｖwを変調波とするＰＷＭ制御によって３組の相補の駆動パルス信号を生成し、この駆動パルス信号をインバータ２２の各スイッチング素子のゲートに出力することで、モータ１２の回転を制御する。
【００２２】
また、マイクロコンピュータ２７は、電源リレー回路２５を構成するＭＯＳＦＥＴ３９（第１電源リレー）のオン固着異常（オフ操作してもオン状態に保持される異常）の有無を診断する機能（診断手段）をソフトウェアとして備えている。
図２のフローチャートは、マイクロコンピュータ２７によって実施される、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常の有無を診断する処理の一態様を示す。
なお、図２のフローチャートに示す診断処理は、マイクロコンピュータ２７に電源投入されたときのイニシャル処理として実行される。
【００２３】
まず、マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０１で診断条件が成立しているか否かを判断する。
マイクロコンピュータ２７は、例えば、バッテリＢＡの電圧（電源電圧）が標準電圧を含む所定電圧範囲内であり、かつ、電源投入から経過時間が所定時間を超えている電圧安定状態である場合に診断条件の成立を判断する。
なお、診断開始前はモータ１２の駆動開始前であり、インバータ２２のＭＯＳＦＥＴ３１−３６は全てオフに操作され、かつ、電源リレー回路２５を構成するＭＯＳＦＥＴ３９、４０もオフに操作されている。
【００２４】
マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０１で診断条件が成立していると判断すると、ステップＳ１０２に進み、コンデンサ２４に蓄積されていた電荷を放電させるためのモータ駆動回路２１の操作状態（放電操作状態）の継続時間が所定時間ＴＨ１よりも長くなっているか否かを判断する。
ここで、マイクロコンピュータ２７は、放電操作を開始していない場合にステップＳ１０２からステップＳ１０３に進み、また、放電操作の継続時間が所定時間ＴＨ１以内である場合も、ステップＳ１０２からステップＳ１０３に進む。
【００２５】
マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０３で、モータ１２をインバータ２２からの電圧で駆動するときのｑ軸電圧Ｖｑを０Ｖに、ｄ軸電圧Ｖｄを０Ｖでない所定電圧（所定電圧＞０Ｖ）に設定し、係るｑ軸電圧Ｖｑ及びｄ軸電圧Ｖｄをモータ１２に印加するようにインバータ２２を制御することで、コンデンサ２４に蓄積されていた電荷をモータ１２の巻線に通して放電させる。
つまり、マイクロコンピュータ２７は、電源リレー回路２５のオフ操作状態でインバータ２２のスイッチング素子を操作し、コンデンサ２４に蓄積された電荷をモータ１２の巻線に通して放電させる機能（放電手段）をソフトウェアとして備えている。
【００２６】
ｑ軸電圧Ｖｑを０Ｖとすることでモータ１２は回転しないが、ｄ軸電圧Ｖｄを０Ｖでない所定電圧とすることで、停止しているモータ１２のロータ角度θに応じた２相又は３相に電流を流すようにインバータ２２が制御され、かつ、電源リレー回路２５のオフ操作によりバッテリＢＡからの電源供給が断たれているので、コンデンサ２４に蓄積されていた電荷は、オン制御されるＭＯＳＦＥＴ３１−３６及びモータ１２の巻線を通って放電される。
【００２７】
ここで、放電操作状態でのｄ軸電圧Ｖｄが高いと、モータ１２の巻線に大きな電流が流れることになり、放電操作状態でのｄ軸電圧Ｖｄが低いとモータ１２の巻線に流れる電流は小さくなるもののコンデンサ２４に蓄積されていた電荷を放電するのに要する時間が長くなってしまう。そこで、放電操作状態でのｄ軸電圧Ｖｄは、モータ１２の巻線に流れる電流を許容範囲内に抑制しつつ放電による時間が可及的に短くなる電圧値として適合され、マイクロコンピュータ２７のメモリに予め記憶される。
【００２８】
また、マイクロコンピュータ２７が放電操作状態を継続させる所定時間ＴＨ１は、コンデンサ２４に蓄積されていた電荷の放電開始から放電終了までに要すると見込まれる時間を基準に予め設定され、マイクロコンピュータ２７のメモリに記憶されている。
なお、マイクロコンピュータ２７は、所定時間ＴＨ１を、コンデンサ２４の容量や放電時のｄ軸指令電圧Ｖｄなどに応じて異なる値に設定する。また、マイクロコンピュータ２７は、コンデンサ２４に蓄積されている電荷を推定し、電荷の蓄積量が多いほど所定時間ＴＨ１をより長く変更することができる。
【００２９】
マイクロコンピュータ２７は、上記のようにしてコンデンサ２４に蓄積されている電荷の放電を実施し、ステップＳ１０４では、放電操作状態からインバータ２２のＭＯＳＦＥＴ３１−３６を全てオフして放電操作状態を終了させた場合にサージ電圧が発生する条件であるか否か、換言すれば、サージ対策処理の実施が要求される状態であるか否かを判断する。
マイクロコンピュータ２７は、放電操作状態の継続時間が所定時間ＴＨ１に近づき（放電操作終了タイミング直前で）のコンデンサ２４からの放電が略終了していると見込まれる状態で、電流検出抵抗３８で検出されるインバータ２２を流れる電流（インバータ２２の直流母線電流）が所定電流値を超えている場合に、サージ電圧の発生条件であると判断する。
【００３０】
なお、ステップＳ１０４におけるマイクロコンピュータ２７の判断処理は、放電操作終了タイミングでインバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れ続けているか否かを判断するものであり、係る判断のため、前記所定電流値は、電流検出抵抗３８による電流検出値のばらつきを考慮した０Ａよりも大きい値に設定される。
コンデンサ２４からの放電が実際に終了していてかつバッテリＢＡからモータ１２への電力供給がなければ、インバータ２２のＭＯＳＦＥＴ３１−３６を全てオフしても大きなサージ電圧が発生することはない。
【００３１】
マイクロコンピュータ２７は、放電処理において電源リレー回路２５のＭＯＳＦＥＴ３９、４０をオフ操作状態に保持するが、ＭＯＳＦＥＴ３９がオン固着している場合は、ＭＯＳＦＥＴ４０の寄生ダイオードＤ１４を介してバッテリＢＡからモータ１２への電力供給がなされるため、コンデンサ２４からの電荷の放電が終了すると見込まれる時間を過ぎても、インバータ２２を介してモータ１２の巻線に電流が流れ続けることになり、また、コンデンサ２４からの放電も進まないことになる。
【００３２】
そして、係る放電操作状態からインバータ２２のＭＯＳＦＥＴ３１−３６を全てオフにした場合（図３の時刻ｔ２）、ＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６の寄生ダイオードＤ２、Ｄ４、Ｄ６によってインバータ２２の下流側（接地点側）に電流が流れることが阻止され、また、ＭＯＳＦＥＴ４０（逆接保護リレー）の寄生ダイオードＤ１４によってバッテリＢＡ側に電流が流れることが阻止されるため、放電操作中にモータ１２の巻線に蓄えられたエネルギによってサージ電圧が発生する。
【００３３】
換言すれば、マイクロコンピュータ２７は、コンデンサ２４から電荷を放電させる放電操作状態で、インバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れる状態が、コンデンサ２４からの放電が略終了すると見込まれる時間よりも長く継続する場合は、バッテリＢＡから電源供給されている状態、つまり、電源リレー回路２５のＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常が発生している状態であると判断できる。更に、マイクロコンピュータ２７は、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常が発生していることで、そのまま放電操作を終了させる処理としてインバータ２２のＭＯＳＦＥＴ３１−３６を全てオフにした場合、サージ電圧が発生することを予測できる。
【００３４】
なお、マイクロコンピュータ２７は、インバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れ続けている状態（サージ電圧の発生条件、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常）を、電流検出抵抗３８で検出される電流に基づき検知できる他、電圧センサ４１で検出されるインバータ２２の上流側電圧が所定電圧（所定電圧＞０Ｖ）を超えているときに、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常の発生によってインバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れ続けていて、サージ電圧の発生条件が成立していると判断することができる。
【００３５】
マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０４で、放電操作を終了させた場合にサージ電圧が発生する条件であると判断したとき、つまり、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常によりバッテリＢＡからインバータ２２に電源供給され、放電操作に伴ってインバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れ続けている状態であることを推定したときは、ステップＳ１０５に進む。
マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０５で、ＭＯＳＦＥＴ３９についてオン固着異常の発生を判定し、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出した履歴を保存したり、オン固着異常の発生を示す診断信号を外部に出力したり、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常に対処するためのフェイルセーフ処理の実施を設定したりする。
【００３６】
一方、マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０４で、放電操作を終了させた場合にサージ電圧が発生する条件ではないと判断したとき、つまり、放電開始から放電終了が見込まれる時間が経過した時点でインバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れなくなっているときは、ＭＯＳＦＥＴ３９は正常にオフ状態になっていて通常にコンデンサ２４からの放電が終了していると推定し、後述するサージ対策処理を実施することなくそのまま本ルーチンを終了させる。
マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０５で、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出した後、ステップＳ１０６に進み、サージ電流を逃がすためのモータ駆動回路２１の操作状態（サージ対策操作状態）の継続時間が所定時間ＴＨ２よりも長くなっているか否かを判断する。
【００３７】
そして、サージ対策操作状態の継続時間が所定時間ＴＨ２内であれば、マイクロコンピュータ２７は、ステップＳ１０７（サージ対策手段）に進み、サージ電流をバッテリＢＡ側（電源側）又は接地点側に逃がすためのモータ駆動回路２１の操作を実施する。
つまり、マイクロコンピュータ２７は、コンデンサ２４に蓄積されている電荷を放電させるための操作を所定時間ＴＨ１だけ行った時点でインバータ２２及びモータ１２の巻線に電流が流れ続けている場合にＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出し、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出すると、放電操作状態からサージ対策操作状態に移行させ、サージ対策操作状態を所定時間ＴＨ２だけ継続させる。
【００３８】
マイクロコンピュータ２７は、インバータ２２の下流側駆動素子であるＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６を全てオン操作してサージ電流を接地点側に流すか、及び／又は、ＭＯＳＦＥＴ４０（逆接保護リレー）をオン操作してサージ電流がバッテリＢＡ側に戻るようにすることで、サージ電圧を抑制する。
ここで、マイクロコンピュータ２７は、図４に示すように、放電操作として、前述のようにｑ軸電圧Ｖｑを０Ｖにｄ軸電圧Ｖｄを０Ｖでない所定電圧に設定し、係る電圧が印加されるようにインバータ２２をＰＷＭ制御し、時刻ｔ１の放電開始から所定時間ＴＨ１が経過した時刻ｔ２において、ｑ軸電圧Ｖｑ及びｄ軸電圧Ｖｄを０Ｖとするインバータ２２のＰＷＭ制御に移行させることで、インバータ２２の下流側駆動素子であるＭＯＳＦＥＴ３２、３４、３６を相補制御によってオンさせることができる。
【００３９】
インバータ２２の全相の下流側駆動素子がオンされると、モータ１２の巻線から下流側駆動素子を介して接地点に向けてサージ電流が流れ、放電操作中にモータ１２の巻線に蓄えられたエネルギに因るサージ電圧が抑制される。また、ＭＯＳＦＥＴ４０（逆接保護リレー）をオンされると、モータ１２の巻線から上流側駆動素子の寄生ダイオードＤ１、Ｄ３、Ｄ５、ＭＯＳＦＥＴ４０、ＭＯＳＦＥＴ３９を介してバッテリＢＡにサージ電流が戻され、放電操作中にモータ１２の巻線に蓄えられたエネルギに因るサージ電圧が抑制される。
【００４０】
マイクロコンピュータ２７は、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を診断したときに、放電操作状態から上記のサージ対策操作状態に移行させ、サージ対策操作状態を所定時間ＴＨ２だけ継続させるので、サージ電圧の発生が抑止され、サージ電圧によってコンデンサ２４やＭＯＳＦＥＴ３１−３６などの回路部品が損傷することを抑制できる。
なお、マイクロコンピュータ２７は、サージ対策操作状態を継続させる所定時間ＴＨ２を、放電操作中にモータ１２の巻線に蓄えられるエネルギが大きいほど長い時間に設定する。ここで、放電操作中にモータ１２の巻線に蓄えられるエネルギは、放電操作におけるｄ軸電圧Ｖｄの設定値などに応じて変化する。
【００４１】
以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
モータ１２が第１系統の巻線群と第２系統の巻線群とを備え、第１系統の巻線群が第１インバータで、第２系統の巻線群が第２インバータでそれぞれに駆動されるシステムにおいて、各インバータ毎に放電操作、診断処理、サージ対策操作を行わせることができる。
【００４２】
また、放電操作を行っての診断処理は、電源投入時に実施する構成に限定されず、例えば、モータ１２を電動アクチュエータとして用いる装置の動作停止時に実施することができる。
また、制御装置（マイクロコンピュータ２７）は、コンデンサ２４が放電状態であって、電源リレー回路２５のＭＯＳＦＥＴ３９及びＭＯＳＦＥＴ４０がオフ操作状態であるときに、ＭＯＳＦＥＴ３９とＭＯＳＦＥＴ４０との間の電圧が設定電圧よりも高いときに、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出することができる。換言すれば、図２のフローチャートに例示した診断処理によると、コンデンサ２４に電荷が蓄積されている状態で、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常の有無を診断できる。
【００４３】
また、インバータ２２の各駆動ライン２８Ｕ、２８Ｖ、２８Ｗにそれぞれ相リレーを設け、制御装置（マイクロコンピュータ２７）は、ＭＯＳＦＥＴ３９のオン固着異常を検出したときに、相リレーのオフ操作を行ってバッテリＢＡからモータ１２の巻線に通電されることを抑制できる。
また、モータ駆動回路２１のスイッチング素子は、電界効果トランジスタＦＥＴに限定されず、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）などの他の半導体スイッチング素子を採用することができる。
【００４４】
ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
モータ駆動回路の制御装置は、その一態様として、スイッチング素子を多相ブリッジ接続して構成され、モータの巻線に通電するインバータと、前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路と、前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、を備えたモータ駆動回路の制御装置であって、前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる放電手段と、前記放電手段による放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記電源リレー回路のオン固着異常を検出する診断手段と、を含む。
【００４５】
前記モータ駆動回路の制御装置の好ましい態様において、前記電源リレー回路は、前記インバータから前記電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、前記第１電源リレーと前記インバータとの間に接続され、前記電源から前記インバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレーとで構成され、前記診断手段は、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出し、前記診断手段が前記第１電源リレーのオン固着異常を検出したときに、前記放電手段による放電操作状態からサージ電流を前記電源側又は接地点側に逃がす操作状態に移行させるサージ対策手段を更に含む。
【００４６】
別の好ましい態様では、前記サージ対策手段は、前記インバータの全相の下段スイッチング素子をオン操作する。
さらに別の好ましい態様では、前記サージ対策手段は、ｑ軸電圧及びｄ軸電圧が零になるように前記インバータのスイッチング素子を制御する。
【００４７】
さらに別の好ましい態様では、前記サージ対策手段は、前記第２電源リレーをオン操作する。
さらに別の好ましい態様では、前記サージ対策手段は、サージ電圧を抑制する操作状態を所定時間だけ保持する。
さらに別の好ましい態様では、前記放電手段は、ｑ軸電圧が零にｄ軸電圧が零でない所定電圧になるように前記インバータのスイッチング素子を制御する。
【００４８】
また、モータ駆動回路の診断方法は、スイッチング素子を多相ブリッジ接続して構成され、モータの巻線に通電するインバータと、前記インバータと電源との間に接続した電源リレー回路と、前記電源リレー回路と前記インバータとの間の電源ラインと接地点との間に接続したコンデンサと、を備えたモータ駆動回路における診断方法であって、前記電源リレー回路のオフ操作状態で前記インバータのスイッチング素子を操作し、前記コンデンサに蓄積された電荷を前記モータの巻線に通して放電させる第１ステップと、前記放電操作状態で前記モータの巻線に電流が流れる状態が所定時間よりも長く継続したときに、前記電源リレー回路のオン固着異常を検出する第２ステップと、を含む。
【００４９】
前記モータ駆動回路の診断方法の好ましい態様において、前記電源リレー回路は、前記インバータから前記電源に向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第１電源リレーと、前記第１電源リレーと前記インバータとの間に接続され、前記電源から前記インバータに向かう方向の電流を導通させる寄生ダイオードを有する半導体スイッチング素子からなる第２電源リレーとで構成され、前記第２ステップは、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出し、前記第１電源リレーのオン固着異常を検出されたときに、放電操作状態からサージ電流を前記電源側又は接地点側に逃がす操作状態に移行させる第３ステップを更に含む。
【符号の説明】
【００５０】
１２…モータ、２１…モータ駆動回路、２２…インバータ、２３…ドライバ、２７…マイクロコンピュータ（制御装置）、２５…電源リレー回路、３１−３６…ＭＯＳＦＥＴ、３９…ＭＯＳＦＥＴ（電源リレー、第１電源リレー）、４０…ＭＯＳＦＥＴ（逆接保護リレー、第２電源リレー）、ＢＡ…バッテリ（電源）
【図１】
2018160972.tif 000003
【図２】
2018160972.tif 000004
【図３】
2018160972.tif 000005
【図４】
2018160972.tif 000006