(57)【要約】【課題】断線故障箇所を特定可能な電動機駆動装置を提供する。【解決手段】電源リレー６１、６２を導通状態となるように制御したとき（Ｓ１０１）、導通状態となるように制御された第１電源リレー６１および第２電源リレー６２よりもモータ２側に電力が供給されていないと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、電源リレー６１、６２自体の故障ではなく、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２とバッテリ５５との間の配線５６が断線していると特定する（Ｓ１０５）。これにより、故障箇所を適切に特定することができる。この場合、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２とバッテリ５５との間の配線５６を交換すればよいので、電動機駆動装置１の分解、精査を行う必要がなく、故障箇所の特定に係る工数を低減することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の巻線を有する電動機を駆動する電動機駆動装置であって、
前記巻線ごとに設けられ、電力供給部からの電力を前記巻線へ供給する複数のインバータ部と、
それぞれの前記インバータ部と前記電力供給部との間に設けられ、前記電力供給部側から前記インバータ部側への電力の供給を遮断可能な遮断部と、
前記遮断部の導通または遮断の切替を制御する切替制御手段と、
前記遮断部よりも前記電動機側に電力が供給されているか否かを前記遮断部ごとに判断する導通状態判断手段と、
前記切替制御手段により複数の前記遮断部を導通状態となるように制御したとき、導通状態となるように制御された前記遮断部である導通制御遮断部のうち、前記電動機側に電力が供給されていないと前記導通状態判断手段により判断された前記導通制御遮断部が所定数以上である場合、前記電力供給部と前記遮断部との間の配線が断線していると特定する断線特定手段と、
を備えることを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項２】
前記遮断部において、前記電力供給部側から前記インバータ部側への電力の供給を遮断できないショート故障が生じているか否かを前記遮断部ごとに特定するショート故障特定手段と、
前記ショート故障特定手段によりショート故障が生じていると特定された前記遮断部を、前記断線特定手段による前記電力供給部と前記遮断部との間の配線の断線の特定に係る前記遮断部から除外する除外手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動装置。
【請求項３】
前記導通状態判断手段により少なくとも１つの前記遮断部よりも前記電動機側に電力が供給されていないと判断された場合であって、前記断線特定手段により前記電力供給部と前記遮断部との間の配線が断線していると特定されなかった場合、前記導通状態判断手段により前記電動機側に電力が供給されていないと判断された前記遮断部において、導通状態にできないオープン故障が生じていると特定するオープン故障特定手段をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の電動機駆動装置。
【請求項４】
前記所定数は、前記切替制御手段により導通状態となるように制御された前記導通制御遮断部の過半数であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動機駆動装置。
【請求項５】
前記所定数は、前記切替制御手段により導通状態となるように制御された前記導通制御遮断部の全数であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動機駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動機駆動装置を用いた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】
本発明は、電動機を駆動する電動機駆動装置、および、それを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のステアリング操作を補助する機構として、電動式でトルクを発生させる電動パワーステアリング装置が知られている。例えば特許文献１の電動パワーステアリング装置では、操舵系に操舵補助力を付与する電動モータ、電動モータを駆動するモータ駆動回路、およびモータ駆動回路にバッテリからの電力を供給する電源リレー回路等を備えている。また、電源リレー回路の電源安定化用コンデンサとの接続側の電圧レベルを監視することにより、電力供給経路に異常があることを判断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−４４４５１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、電力供給経路の断線故障には、電源リレーを導通状態にできない場合と、電源と電源リレーとの間の配線が断線している場合とがある。特許文献１では、電源リレー回路の電源安定化用コンデンサとの接続側の電圧レベルが上昇するか否かに基づいて、リレーの開放故障かバッテリラインの断線かを判別している。そのため、特許文献１では、バッテリラインの断線か電源リレーの開放故障かを判別するためには、電圧レベルの上昇を経時的に監視する必要があり、故障箇所の特定に時間がかかるという問題点があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、断線故障箇所を特定可能な電動機駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、複数の巻線を有する電動機を駆動する電動機駆動装置である。電動機駆動装置は、インバータ部と、遮断部と、切替制御手段と、導通状態判断手段と、断線特定手段と、を備える。インバータ部は、巻線ごとに設けられ、電力供給部からの電力を巻線へ供給する。遮断部は、それぞれのインバータ部と電力供給部との間に設けられ、電力供給部側からインバータ部側への電力の供給を遮断可能である。
【０００６】
切替制御手段は、遮断部の導通または遮断の切り替えを制御する。導通状態判断手段は、遮断部よりも電動機側に電力が供給されているか否かを遮断部ごとに判断する。断線特定手段は、切替制御手段により複数の遮断部を導通状態となるように制御したとき、導通状態となるように制御された遮断部である導通制御遮断部のうち、電動機側に電力が供給されていないと導通状態判断手段により判断された導通制御遮断部が所定数以上である場合、電力供給部と遮断部との間の配線が断線していると特定する。
【０００７】
すなわち、本発明では、遮断部およびインバータ部が複数あることを前提とし、複数の遮断部を導通状態となるように制御しているにも関わらず、所定数以上の導通状態となるように制御された遮断部よりも電動機側に電力が供給されていない場合、遮断部自体の故障ではなく、電力供給部と遮断部との間の配線が断線していると特定する。これにより、故障箇所を速やかに特定することができる。電力供給部と遮断部との間が断線している場合、電力供給部と遮断部との間の配線を交換すればよいので、電動機駆動装置の分解、精査を行う必要がなく、故障箇所の特定に係る工数を低減することができる。
【０００８】
ところで、遮断部において、電力供給部側からインバータ部側への電力の供給を遮断できないショート故障が生じているとき、ショート故障している遮断部の導通状態を断線特定手段による特定に用いた場合、故障箇所を誤判定してしまう虞がある。
そこで、請求項２に記載の電動機駆動装置は、ショート故障特定手段と、除外手段と、をさらに備える。ショート故障特定手段は、遮断部において、電力供給部側からインバータ部側への電力の供給を遮断できないショート故障が生じているか否かを遮断部ごとに特定する。除外手段は、ショート故障特定手段によりショート故障が生じていると特定された遮断部を、断線特定手段による電力供給部と遮断部との間の配線の断線の特定に係る遮断部から除外する。これにより、電力供給部と遮断部との間の配線の断線をより適切に特定することができる。
【０００９】
請求項３に記載の電動機駆動装置は、オープン故障特定手段をさらに備える。オープン故障特定手段は、導通状態判断手段により少なくとも１つの遮断部よりも電動機側に電力が供給されていないと判断された場合であって、断線特定手段により電力供給部と遮断部との間の配線が断線していると特定されなかった場合、導通状態判断手段により電動機側に電力が供給されていないと判断された遮断部において、導通状態にできないオープン故障が生じていると特定する。これにより、遮断部において導通状態にできないオープン故障が生じていることを適切に特定することができる。
【００１０】
断線特定に係る遮断部の所定数は、以下のように設定することができる。
請求項４に記載の発明では、所定数は、切替制御手段により導通状態となるように制御された導通制御遮断部の過半数である。これにより、電力供給部と遮断部との間の配線が断線していることを適切に特定することができる。
請求項５に記載の発明では、所定数は、切替制御手段により導通状態となるように制御された導通制御遮断部の全数である。これにより、これにより、電力供給部と遮断部との間の配線が断線していることをより適切に特定することができる。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、上述の電動機駆動装置を用いた電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ装置」という。）である。ＥＰＳ装置は、車両の三大動作である「走る」、「曲がる」、「止まる」のうち「曲がる」を司るものである。そのためＥＰＳ装置で故障が見つかった場合、安全性を期すため、配線の異常か、電動機駆動装置の異常かが特定できない場合には、配線および電動機駆動装置を交換する。本発明では、故障箇所を適切に特定することができるので、故障していると特定された配線または電動機駆動装置のみを交換すればよく、修理にかかるコストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態による電動パワーステアリング装置を説明する模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態による電動機駆動装置の回路構成を説明する回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態による故障判定処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態による故障判定処理を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態によるショート故障判定処理を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態による断線故障判定処理を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態による断線故障判定処理を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明による電動機駆動装置、および、電動機駆動装置を用いた電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による電動パワーステアリング装置を図１に示す。図１は、電動パワーステアリング装置の全体構成を示す図である。
ステアリングシステム９０に備えられる電動パワーステアリング装置１００のステアリングホイール９１に接続されたステアリングシャフト９２には、ステアリングセンサ９４およびトルクセンサ９５が設けられている。ステアリングセンサ９４は、ステアリングシャフト９２の回転角を検出する。トルクセンサ９５は、ステアリングホイールに加えられた操舵トルクを検出する。ステアリングシャフト９２の先端は、ギア９６を介してラック軸９７に連結されている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対のタイヤ（ホイール）９８がそれぞれ連結されている。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の直線運動変位に応じた角度分、左右のタイヤ９８が転舵される。
【００１４】
電動パワーステアリング装置１００は、補助操舵トルクを発生する電動機としてのモータ２、およびモータ２を駆動するコントローラ３を有する電動機駆動装置１、モータ２の回転角度を検出する図示しない回転角センサ、及び、モータ２の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝達するギア８９を備える。モータ２は、ギア８９を正逆回転させる三相ブラシレスモータである。電動パワーステアリング装置１００は、ステアリングホイール９１の操舵方向および操舵トルクに応じた操舵補助トルクをステアリングシャフト９２に伝達する。
【００１５】
モータ２は、いずれも図示しないステータ、ロータ、及び、シャフトを有している。ロータは、シャフトとともに回転する円板状の部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有している。ステータは、ロータを内部に収容するとともに、回転可能に支持している。ステータは、径内方向へ所定角度毎に突出する突出部を有し、この突出部に図２に示すＵ１コイル１１、Ｖ１コイル１２、Ｗ１コイル１３、Ｕ２コイル１４、Ｖ２コイル１５、及び、Ｗ２コイル１６が巻回されている。Ｕ１コイル１１、Ｖ１コイル１２、及び、Ｗ１コイル１３は、Δ結線されて第１巻線組１８を構成している。また、Ｕ２コイル１４、Ｖ２コイル１５、及び、Ｗ２コイル１６は、Δ結線されて第２巻線組１９を構成している。なお、本実施形態では、巻線組１８、１９はそれぞれΔ結線されているが、Ｙ結線されていてもよい。第１巻線組１８及び第２巻線組１９が、特許請求の範囲における「巻線」に対応している。また、モータ２には、ロータの回転位置θを検出する回転角センサが設けられている。本実施形態においては、回転角センサはレゾルバである。なお、回転角センサを用いなくても、各相電圧、電流などからロータ角度を推定することは可能である。
【００１６】
電動機駆動装置１の回路構成を図２に基づいて説明する。モータ２を駆動するコントローラ３は、インバータ部としての第１インバータ部２０および第２インバータ部３０、制御部５０、遮断部としての電源リレー６１、６２、およびリレー後電圧検出部７１、７２等を備えている。
なお、本実施形態では、２系統のインバータ部２０、３０を備えているが、３系統以上である場合、同様の構成が並列に付加される。
【００１７】
第１インバータ部２０は、３相インバータであり、第１巻線組１８のＵ１コイル１１、Ｖ１コイル１２、Ｗ１コイル１３のそれぞれへの通電を切り替えるべく、６つのスイッチング素子２１〜２６がブリッジ接続されている。スイッチング素子２１〜２６は、本実施形態においては、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。以下、スイッチング素子２１〜２６を、ＭＯＳ２１〜２６という。
【００１８】
３つのＭＯＳ２１〜２３は、ドレインが電源側に接続されている。また、ＭＯＳ２１〜２３のソースが、それぞれＭＯＳ２４〜２６のドレインに接続されている。ＭＯＳ２４〜２６のソースは、グランド側に接続されている。
対になっているＭＯＳ２１とＭＯＳ２４とのＵ１接続点２７は、Ｕ１コイル１１の一端に接続している。また対になっているＭＯＳ２２とＭＯＳ２５とのＶ１接続点２８は、Ｖ１コイル１２の一端に接続している。さらにまた、対になっているＭＯＳ２３とＭＯＳ２６とのＷ１接続点２９は、Ｗ１コイル１３の一端に接続している。
【００１９】
第２インバータ部３０は、第１インバータ部２０と同様、３相インバータであり、第２巻線組１９のＵ２コイル１４、Ｖ２コイル１５、Ｗ２コイル１６のそれぞれへの通電を切り替えるべく、６つのスイッチング素子３１〜３６がブリッジ接続されている。スイッチング素子３１〜３６は、本形態においては、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。以下、スイッチング素子３１〜３６を、ＭＯＳ３１〜３６という。
【００２０】
３つのＭＯＳ３１〜３３は、ドレインが電源側に接続されている。また、ＭＯＳ３１〜３３のソースが、それぞれＭＯＳ３４〜３６のドレインに接続されている。ＭＯＳ３４〜３６のソースは、グランド側に接続されている。
対になっているＭＯＳ３１とＭＯＳ３４とのＵ２接続点３７は、Ｕ２コイル１４の一端に接続している。また対になっているＭＯＳ３２とＭＯＳ３５とのＶ２接続点３８は、Ｖ２コイル１５の一端に接続している。さらにまた、対になっているＭＯＳ３３とＭＯＳ３６とのＷ２接続点３９は、Ｗ２コイル１６の一端に接続している。
【００２１】
電流検出部４８は、シャント抵抗によって構成され、各相に対応するスイッチング素子対とグランドとの間に設けられている。本実施形態では、電流検出部４８によって検出された検出値は、制御部５０を構成する図示しないレジスタに記憶される。６つの電流検出部４８による検出値の取得は、同時に行われる。このとき、回転角センサによるモータ２の回転位置θも同時に取得される。
【００２２】
コンデンサ４９は、アルミ電解コンデンサであり、電荷を蓄えることにより、ＭＯＳ２１〜２６、３１〜３６への電力供給を補助する。また、コンデンサ４９は、サージ電流などのノイズ成分を除去する。
【００２３】
電力供給部としてのバッテリ５５は、配線５６を介して電動機駆動装置１のコントローラ３と接続される。この配線５６が、「電力供給部と遮断部との間の配線」に対応する。バッテリ５５は、第１電源リレー６１および第１インバータ部２０を経由し、モータ２の第１巻線組１８に電力を供給する。またバッテリ５５は、第２電源リレー６２および第２インバータ部３０を経由し、モータ２の第２巻線組１９に電力を供給する。
【００２４】
バッテリ５５と、第１インバータ部２０との間には、第１電源リレー６１が配置されている。また、バッテリ５５と、第２インバータ部との間には、第２電源リレー６２が配置されている。本実施形態の電源リレー６１、６２は、いずれもスイッチング素子２１〜２６、３１〜３６と同様のＭＯＳＦＥＴが用いられる。電源リレー６１、６２は、インバータ部２０、３０およびプリドライバ５２等に異常が発生した場合、バッテリ５５からインバータ部２０、３０への電力供給を遮断するためのものである。
【００２５】
第１電圧印加部６５は、第１インバータ部２０を経由せず、第１巻線組１８に電圧を印加するための構成である。また第２電圧印加部６６は、第２インバータ部３０を経由せず、第２巻線組１９に電圧を印加するための構成である。本実施形態では、第１電圧印加部６５および第２電圧印加部６６は、プルアップ抵抗によって構成されている。プルアップ抵抗は、後述する各端子電圧検出部８０を構成する２つの分圧抵抗の和と等しい。
【００２６】
第１リレー後電圧検出部７１は、第１電源リレー６１のモータ２側に設けられ、第１電源リレー６１の後におけるリレー後電圧（以下、「第１リレー後電圧」という。）ＶＰＩＧ１を検出する。同様に、第２リレー後電圧検出部７２は、第２電源リレー６２のモータ２側に設けられ、第２電源リレー６２の後におけるリレー後電圧（以下、「第２リレー後電圧」という。）ＶＰＩＧ２を検出する。
リレー後電圧検出部７１、７２は、大きさの等しい２つの分圧抵抗から構成される。そして制御部５０は、２つの分圧抵抗の中点における電圧値を取得し、ＡＤ変換によってリレー後電圧を算出する。
【００２７】
バッテリ５５と制御部５０との間には、電源電圧検出部７３が設けられている。電源電圧検出部７３は、大きさの等しい２つの分圧抵抗から構成される。そして制御部５０は、２つの分圧抵抗の中点における電圧値を取得し、ＡＤ変換によって電源ライン電圧ＶＩＧを検出する。
【００２８】
端子電圧検出部８０は、Ｕ１コイル１１、Ｖ１コイル１２、Ｗコイル１３、Ｕ２コイル１４、Ｖ２コイル１５、およびＷ２コイル１６に印加される電圧を検出する。端子電圧検出部８０は、各相に対応する上ＭＯＳおよび下ＭＯＳとコイルとの接続点ごとに設けられ、大きさの等しい２つの分圧抵抗により構成される。そして制御部５０は、図示しないローパスフィルタを経由して２つの分圧抵抗の中点における電圧値を取得し、ＡＤ変換によってそれぞれの巻線端子における端子電圧を算出する。
【００２９】
なお、Ｕ１コイル１１の端子電圧であるＵ１端子電圧ＭＶＵ１、Ｖ１コイル１２の端子電圧であるＶ１端子電圧ＭＶＶ１、およびＷ１コイル１３の端子電圧であるＷ１端子電圧ＭＶＷ１は、０Ｖから第１リレー後電圧ＶＰＩＧ１の間の値を取り得る。同様に、Ｕ２コイル１４の端子電圧であるＵ２端子電圧ＭＶＵ２、Ｖ２コイル１５の端子電圧であるＶ２端子電圧ＭＶＶ２、およびＷ２コイル１６の端子電圧であるＷ２端子電圧ＭＶＷ２は、０Ｖから第２リレー後電圧ＶＰＩＧ２の間の値を取り得る。
【００３０】
制御部５０は、電動機駆動装置１全体の制御を司るものであり、一般的なマイクロコンピュータによって構成される。制御部５０では、電流検出部４８により検出された検出値および回転角センサによって検出されたロータの回転位置θに基づき、プリドライバ５２を介してＭＯＳ２１〜２６、３１〜３６のオンおよびオフを制御することにより、コイル１１〜１６に通電される電流を制御している。これにより、モータ２の回転を制御している。本実施形態におけるプリドライバ５２は、チャージポンプ式回路によって構成されている。なお、図２においては、制御部５０およびプリドライバ５２からの制御線は、煩雑になることを避けるため省略した。
また、制御部５０は、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２の故障、および第１電源リレー６１および第２電源リレー６２とバッテリ５５との間の断線故障を検出する故障判定処理を行う。
【００３１】
ここで、インバータ部が２系統である場合において、制御部５０にて実行される故障判定処理を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、図３に示す処理は、第１電源リレー６１においてバッテリ５５側から第１インバータ部２０側への電力の供給を遮断できないショート故障が生じておらず、同様に第２電源リレー６２においてバッテリ５５側から第２インバータ部３０側への電力の供給を遮断できないショート故障が生じていないと判定された後に実行される。
【００３２】
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２をオンとなるように制御する。具体的には、電源リレー６１、６２のゲートにゲート電圧を印加する。なお、このステップで導通状態となるように制御された電源リレー６１、６２が、「導通制御遮断部」に対応する。
【００３３】
Ｓ１０２では、第１リレー後電圧ＶＰＩＧ１が０Ｖでなく、かつ、第２リレー後電圧ＶＰＩＧ２が０Ｖでないか否かを判断する。なお、本実施形態では、第１リレー後電圧ＶＰＩＧ１が０Ｖではない場合、「第１電源リレー６１よりもモータ２側に電力が供給されている」と判断し、第１リレー後電圧ＶＰＩＧ１が０Ｖである場合、「第１電源リレー６１よりもモータ２側に電力が供給されていない」と判断している。また同様に、第２リレー後電圧ＶＰＩＧ２が０Ｖではない場合、「第２電源リレー６２よりもモータ２側に電力が供給されている」と判断し、第２リレー後電圧ＶＰＩＧ２が０Ｖである場合、「第２電源リレー６２よりもモータ２側に電力が供給されていない」と判断している。リレー後電圧ＶＰＩＧ１、ＶＰＩＧ２の少なくとも一方が０Ｖであると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０４へ移行する。リレー後電圧ＶＰＩＧ１、ＶＰＩＧ２のいずれもが０Ｖではないと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。
【００３４】
Ｓ１０３では、電源リレー６１、６２とバッテリ５５との間の配線５６が断線していないと特定する。また、電源リレー６１、６２を導通状態にできないオープン故障が生じておらず、電源リレー６１、６２が正常であると特定する。
【００３５】
リレー後電圧ＶＰＩＧ１、ＶＰＩＧ２の少なくとも一方が０Ｖであると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）に移行するＳ１０４では、第１リレー後電圧ＶＰＩＧ１が０Ｖであり、かつ、第２リレー後電圧ＶＰＩＧ２が０Ｖであるか否かを判断する。リレー後電圧ＶＰＩＧ１、ＶＰＩＧ２のいずれか一方が０Ｖでないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行する。リレー後電圧ＶＰＩＧ１、ＶＰＩＧ２のいずれもが０Ｖであると判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、Ｓ１０５へ移行する。
Ｓ１０５では、電源リレー６１、６２とバッテリ５５との間の配線５６が断線していると特定する。
【００３６】
リレー後電圧ＶＰＩＧ１、ＶＰＩＧ２のいずれか一方が０Ｖでないと判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）に移行するＳ１０６では、第１リレー後電圧ＶＰＩＧ１が０Ｖであり、かつ、第２リレー後電圧ＶＰＩＧ２が０Ｖではないか否かを特定する。第１リレー後電圧ＶＰＩＧ１が０Ｖでなく、かつ、第２リレー後電圧ＶＰＩＧ２が０Ｖである場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０８へ移行する。第１リレー後電圧ＶＰＩＧ１が０Ｖであり、かつ、第２リレー後電圧ＶＰＩＧ２が０Ｖでない場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０７へ移行する。
【００３７】
Ｓ１０７では、第１電源リレー６１において、導通状態にできないオープン故障が生じていると特定する。
第１リレー後電圧ＶＰＩＧ１が０Ｖでなく第２リレー後電圧ＶＰＩＧ２が０Ｖである場合（Ｓ１０６：ＮＯ）に移行するＳ１０８では、第２電源リレー６２において、導通状態にできないオープン故障が生じていると特定する。
【００３８】
ここで、電動機駆動装置１が発揮する効果について説明する。
（１）電源リレー６１、６２を導通状態となるように制御したとき（Ｓ１０１）、導通状態となるように制御された第１電源リレー６１および第２電源リレー６２よりもモータ２側に電力が供給されていないと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２とバッテリ５５との間の配線５６が断線していると特定する。すなわち、電源リレー６１、６２自体の故障ではなく、配線５６が断線していると特定する（Ｓ１０５）。これにより、故障箇所を適切に特定することができる。この場合、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２とバッテリ５５との間の配線５６を交換すればよいので、電動機駆動装置１の分解、精査を行う必要がなく、故障箇所の特定に係る工数を低減することができる。
特に、本実施形態では、電源リレー６１、６２を導通状態となるように制御したときのリレー後電圧ＶＰＩＧ１、ＶＰＩＧ２に基づいて故障箇所を特定しているので、故障判定に要する時間が短い。したがって、速やかに故障箇所を特定することができる。
【００３９】
（２）また、少なくとも１つの電源リレー６１、６２よりもモータ２側に電力が供給されていないと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）であって、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２とバッテリ５５との間の配線５６が断線していると特定されなかった場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、モータ２側に電力が供給されていないと判断された電源リレー６１、６２において、導通状態にできないオープン故障が生じていると特定する（Ｓ１０６〜Ｓ１０８）。これより、電源リレー６１、６２において導通状態にできないオープン故障が生じていることを適切に特定することができる。
【００４０】
（３）本実施形態では、導通状態となるように制御された全ての電源リレー６１、６２よりもモータ２側に電力が供給されていない場合、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２とバッテリ５５との間の配線５６が断線していると特定した。また本実施形態では、導通状態となるように制御された電源リレーは２つであるので、導通状態となるように制御された過半数、すなわち２つの電源リレーよりもモータ２側に電力が供給されていない場合、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２とバッテリ５５との間の配線５６が断線している、と特定している、ともいえる。これにより、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２とバッテリ５５との間の配線５６が断線していることを適切に特定することができる。
【００４１】
（４）本実施形態の電動機駆動装置１は、電動パワーステアリング装置１００に適用されている。ＥＰＳ装置で故障が見つかった場合、安全性を期すため、配線５６の異常か、コントローラ３の異常かが特定できない場合には、配線５６および電動機駆動装置１を交換する。本実施形態では、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２とバッテリ５５との間の配線５６の断線か、電源リレー６１、６２のオープン故障かを適切に特定できるので、故障していると特定された配線５６またはコントローラ３のみを交換すればよく、修理にかかるコストを低減することができる。なお、車両においては、部品故障による交換作業等の修理工程がやりやすいように部品が配置されていないことがある。このため、本実施形態のように故障箇所を適切に特定することにより、部品故障による交換作業の負荷を軽減することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、制御部５０が「切替制御手段」、「導通状態判断手段」、「断線特定手段」、および「オープン故障特定手段」を構成する。また、図３中のＳ１０１が「切替制御手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０６が「導通状態判断手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０５が「断線特定手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０７、Ｓ１０８が「オープン故障特定手段」の機能としての処理に相当する。
【００４３】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による電動機駆動装置を図４〜図７に基づいて説明する。本実施形態は、第１実施形態とは故障判定処理が異なっている。すなわち、第１実施形態ではインバータ部が２系統の場合を例に故障判定処理を説明したが、第２実施形態ではインバータ部が２系統以上である場合の故障判定処理を説明する。なお、電動機駆動装置１の全体構成は、インバータ部が多系統である以外は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。以下、第１実施形態において、第１リレー後電圧検出部７１にて、第１電源リレー６１の後における第１リレー後電圧をＶＰＩＧ１と記載したのに準じ、Ｎ系統目におけるリレー後電圧を「ＶＰＩＧ［Ｎ］」と記載する。同様に、以降の処理において系統ごとにセットされるフラグ類に関しても、例えばＦｓ［Ｎ］といった具合に、末尾に［Ｎ］と付して記載する。また、インバータ部の系統数をＭとし、各系統には、系統番号として１〜Ｍまでの整数の番号が対応づけられているものとする。本実施形態では、インバータ部ごとに電源リレーが設けられているので、電源リレーもＭ個設けられている。
【００４４】
図４は、故障判定処理のメインフローである。最初のＳ２００では、電源リレーにおいてショート故障が生じているかショート故障判定処理を行う。
ショート故障判定処理を図５に基づいて説明する。
Ｓ２０１では、全ての電源リレーがオフとなるように制御する。また、系統数カウンタＮを初期化し、Ｎ＝１とする。
【００４５】
Ｓ２０２では、Ｎ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］がバッテリ電圧と略等しいか否かを判断する。本実施形態では、バッテリ電圧が１３．５Ｖであるものとし、リレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］が所定値以上、例えば１３Ｖ以上のとき、リレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］がバッテリ電圧と略等しいと判断する。Ｎ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］がバッテリ電圧と略等しいと判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、Ｓ２０３へ移行する。Ｎ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］がバッテリ電圧と略等しくないと判断された場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、すなわちＮ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］がバッテリ電圧よりも低いと判断された場合、Ｓ２０４へ移行する。
【００４６】
Ｎ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］がバッテリ電圧と略等しいと判断された場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）に移行するＳ２０３では、Ｎ系統目の電源リレーにおいて、バッテリ５５側からインバータ部側への電力の供給を遮断できないショート故障が生じていると特定する。また、Ｎ系統目のショート故障フラグＦｓ［Ｎ］＝１をセットする。Ｎ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］がバッテリ電圧と略等しくない場合（Ｓ２０２：ＮＯ）に移行するＳ２０４では、Ｎ系統目の電源リレーにおいてショート故障が生じていないと特定する。したがって、Ｎ系統目のショート故障フラグＦｓ［Ｎ］をセットせず、ショート故障フラグＦｓ［Ｎ］＝０とする。
【００４７】
Ｓ２０５では、系統数カウンタＮをインクリメントする。
Ｓ２０６では、系統数カウンタＮが全系統数Ｍより大きいか否かを判断する。系統数カウンタＮが全系統数Ｍ以下であると判断された場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、Ｓ２０２に戻る。すなわち、Ｓ２０２〜Ｓ２０５の処理を系統数に応じた回数、繰り返して実行することにより、インバータ部の系統毎に設けられる電源リレーごとにショート故障が生じているか否かを特定する。系統数カウンタＮが全系統数Ｍより大きいと判断された場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、ショート故障判定処理を終了する。
【００４８】
図４に戻り、ショート故障判定処理（Ｓ２００）の後に移行するＳ２１０では、電源リレーがショート故障していない系統が２系統以上あるか否かを判断する。ここでの判断処理は、ショート故障フラグＦｓがセットされていない系統、すなわちＦｓ［Ｎ］＝０である系統、が２系統以上あるか否かに基づいて判断する。電源リレーがショート故障していない系統が２系統より少ない、すなわち１系統以下であると判断された場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、Ｓ２２０の処理を行わず、故障判定処理を終了する。電源リレーがショート故障していない系統が２系統以上あると判断された場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、Ｓ２２０へ移行する。
【００４９】
Ｓ２２０では、断線故障判定処理を行う。
断線故障判定処理を図６および図７に基づいて説明する。
Ｓ２２１では、全ての電源リレーがオンとなるように制御する。また、系統数カウンタＮを初期化し、Ｎ＝１とする。なお、ここでは全ての電源リレーをオンとなるように制御しているので、オンとなるように制御された全ての電源リレーが「導通制御遮断部」に対応している。
【００５０】
Ｓ２２２では、Ｎ系統目のショート故障フラグＦｓ［Ｎ］がセットされているか否かを判断する。Ｎ系統目のショート故障フラグＦｓ［Ｎ］がセットされている場合（Ｓ２２２：ＹＥＳ）、すなわちＦｓ［Ｎ］＝１である場合、Ｓ２２３〜Ｓ２２７の処理を行わず、Ｓ２２８へ移行する。
【００５１】
Ｓ２２３では、断線判定対象カウンタＣｔをインクリメントする。すなわち、Ｓ２２２にて肯定判定された場合、断線判定対象カウンタＣｔはインクリメントされず、断線判定対象から除外される。
【００５２】
Ｓ２２４では、Ｎ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］が略０Ｖであるか否かを判断する。例えば、十分に小さい所定の閾値よりもＮ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］が小さい場合、Ｎ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］が略０Ｖであると判断することができる。本実施形態では、第１実施形態と同様、リレー後電源電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］が略０Ｖである場合、「Ｎ系統目の電源リレーよりもモータ２側に電力が供給されていない」と判断し、リレー後電源電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］が略０Ｖでない場合、「Ｎ系統目の電源リレーよりもモータ２側に電力が供給されている」と判断している。Ｎ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］が略０Ｖでないと判断された場合（Ｓ２２４：ＮＯ）、Ｓ２２７へ以降する。Ｎ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］が略０Ｖであると判断された場合（Ｓ２２４：ＹＥＳ）、Ｓ２２５へ移行する。
【００５３】
Ｓ２２５では、Ｎ系統目の非導通フラグＦｄ［Ｎ］＝１をセットする。
Ｓ２２６では、非導通カウンタＣｄをインクリメントする。
Ｎ系統目のリレー後電圧ＶＰＩＧ［Ｎ］が略０Ｖでないと判断された場合（Ｓ２２４：ＮＯ）に移行するＳ２２７では、非導通フラグＦｄ［Ｎ］をセットせず、Ｆｄ［Ｎ］＝０とする。
【００５４】
Ｓ２２８では、系統数カウンタＮをインクリメントする。
Ｓ２２９では、系統数カウンタＮが全系統数Ｍより大きいか否かを判断する。系統数カウンタＮが全系統数Ｍ以下であると判断された場合（Ｓ２２９：ＮＯ）、Ｓ２２２に戻る。すなわち、Ｓ２２２〜Ｓ２２８の処理を系統数に応じた回数、繰り返して実行し、電源リレー後の導通状態を系統毎に特定する。系統数カウンタＮが全系統数Ｍより大きいと判断された場合（Ｓ２２９：ＹＥＳ）、Ｓ２３０へ移行する。
【００５５】
Ｓ２３０では、非導通カウンタＣｄが、断線判定対象カウンタＣｔの半数より大きいか否かを判断する。非導通カウンタＣｄが断線判定対象カウンタＣｔの半数以下である場合（Ｓ２３０：ＮＯ）、すなわちＣｄ≦１／２Ｃｔである場合、図７中のＳ２３２へ移行する。非導通カウンタＣｄが断線判定対象カウンタＣｔの半数より大きい場合（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、すなわちＣｄ＞１／２Ｃｔである場合、Ｓ２３１へ移行する。
Ｓ２３１では、電源リレーとバッテリ５５との間の配線５６が断線していると特定する。
【００５６】
図７に示すように、非導通カウンタＣｄが断線判定対象カウンタＣｔの半数以下である場合（Ｓ２３０：ＮＯ）に移行するＳ２３２では、系統数カウンタＮを初期化し、Ｎ＝１とする。
Ｓ２３３では、Ｎ系統目の非導通フラグＦｄ［Ｎ］がセットされているか否かを判断する。Ｎ系統目の非導通フラグＦｄ［Ｎ］がセットされていない場合（Ｓ２３３：ＮＯ）、すなわちＦｄ［Ｎ］＝０である場合、Ｓ２３５へ移行する。Ｎ系統目の非導通フラグＦｄ［Ｎ］がセットされている場合（Ｓ２３３：ＹＥＳ）、すなわちＦｄ［Ｎ］＝１である場合、Ｓ２３４へ移行する。
Ｓ２３４では、Ｎ系統目の電源リレーにおいて、導通状態にできないオープン故障が生じていると特定する。
【００５７】
Ｎ系統目の非導通フラグＦｄ［Ｎ］がセットされていない場合（Ｓ２２３：ＮＯ）に移行するＳ２３５では、Ｎ系統目のショート故障フラグＦｓ［Ｎ］がセットされているか否かを判断する。Ｎ系統目のショート故障フラグＦｓ［Ｎ］がセットされていない場合（Ｓ２３５：ＮＯ）、すなわちＦｓ［Ｎ］＝０である場合、Ｓ２３７へ移行する。Ｎ系統目のショート故障フラグＦｓ［Ｎ］がセットされている場合（Ｓ２３５：ＹＥＳ）、すなわちＦｓ［Ｎ］＝１である場合、Ｓ２３６へ移行する。
【００５８】
Ｓ２３６では、Ｎ系統目の電源リレーにおいて、バッテリ５５からインバータ部側への電力の供給を遮断できないショート故障が生じていると特定する。
Ｎ系統目のショート故障フラグＦｓ［Ｎ］がセットされていない場合（Ｓ２３５：ＮＯ）に移行するＳ２３７では、Ｎ系統目の電源リレーは正常であると特定する。
【００５９】
Ｓ２３８では、系統数カウンタＮをインクリメントする。
Ｓ２３９では、系統数カウンタＮが全系統数Ｍよりも大きいか否かを判断する。系統数カウンタＮが全系統数Ｍ以下であると判断された場合（Ｓ２３９：ＮＯ）、Ｓ２３３に戻る。すなわち、Ｓ２３３〜Ｓ２３７の処理を系統数に応じた回数、繰り返して実行し、電源リレー毎に故障判定を行う。系統数カウンタＮが全系統数Ｍより大きいと判断された場合（Ｓ２３９：ＹＥＳ）、本処理を終了する。
【００６０】
これにより、上記（１）、（２）、（４）と同様の効果を奏する。
また、本実施形態では、電源リレーにおいて、バッテリ５５側からインバータ部側への電力の供給を遮断できないショート故障が生じているか否かを電源リレー毎に特定している（Ｓ２０２〜Ｓ２０４）。そして、ショート故障が生じている電源リレーを、バッテリ５５と電源リレーとの間の配線５６の断線の特定に係る判断処理の対象から除外する（Ｓ２２２、Ｓ２２３）。これにより、故障箇所を誤判定する可能性を低減することができ、バッテリ５５と電源リレーとの間の配線の断線をより適切に特定することができる。
【００６１】
また、導通状態となるように制御された電源リレーのうち、ショート故障が生じている電源リレーを除いた断線判定対象である電源リレーの過半数において、電源リレーよりもモータ２側に電力が供給されていない場合（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、電源リレーとバッテリ５５との間の配線５６が断線している（Ｓ２３１）、と特定している。これにより、電源リレーとバッテリ５５との間の配線５６が断線していることを適切に特定することができる。
本実施形態では、断線判定対象カウンタＣｔおよび非導通カウンタＣｄは、いずれも整数である。したがって、断線判定対象カウンタのカウント値Ｃｔが奇数の場合、１／２Ｃｔが「所定数」に対応し、断線判定対象カウンタのカウント値Ｃｔが偶数の場合、１／２Ｃｔ＋１が「所定数」に対応する。
【００６２】
なお、本実施形態では、制御部５０が「切替制御手段」、「導通状態判断手段」、「断線特定手段」、「ショート故障特定手段」、「除外手段」、および「オープン故障特定手段」を構成する。また、図５中のＳ２０１および図６中のＳ２２１が「切替制御手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２０２、Ｓ２２４が「導通状態判断手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２３１が「断線特定手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２０３および図７中のＳ２３６が「ショート故障特定手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２２２、Ｓ２２３が「除外手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２３４が「オープン故障特定手段」の機能としての処理に相当する。
【００６３】
（他の実施形態）
上記実施形態では、電源リレーをオンとなるように制御したとき、リレー後電圧が略０Ｖである場合、電源リレーよりもモータ側に電力が供給されていないと判断した。他の実施形態では、電源リレーをオンとなるように制御したとき、リレー後電圧が所定の電圧値以下である場合、電源リレーよりもモータ側に電力が供給されていないと判断してもよい。ここでいう「所定の電圧値」としては、例えばバッテリ電圧やプリチャージ電圧に基づいて設定することができる。
【００６４】
また、上記実施形態では、リレー後電圧検出部により検出されるリレー後電圧の値に基づき、電源リレーよりもモータ側に電力が供給されているか否かを判断した。他の実施形態では、端子電圧検出部により検出される端子電圧の値に基づいて電源リレーよりもモータ側に電力が供給されているか否かを判断してもよい。また、電源リレーよりもモータ側に電力が供給されているか否かの判断は、電圧値に替えて、電流値に基づいて判断してもよい。さらにまた、巻線に通電される電流を検出する電流検出手段、上記実施形態ではシャント抵抗、により検出される電流に基づいて、電源リレーよりもモータ側に電力が供給されているか否かを判断してもよい。
【００６５】
上記実施形態では、全ての電源リレーがオンとなるように制御し、それぞれの電源リレーよりもモータ側に電力が供給されているか否かを判断した。すなわち、全ての電源リレーが「導通制御遮断部」に対応していた。他の実施形態では、複数の電源リレーがオンとなるように制御されれば、全ての電源リレーをオンとなるように制御しなくてもよい。この場合、オンとなるように制御された電源リレーが「導通制御遮断部」に対応する。例えば、ショート故障が生じている電源リレーについては、オンとなるように制御しないことにより、断線の特定に係る電源リレーから除外するように構成してもよい。
【００６６】
また、配線の断線故障か電源リレー自体のオープン故障かの特定に係る閾値、すなわち特許請求の範囲における「所定数」は、断線判断の対象となる電源リレー数の過半数或いは全数に限らず、２以上であって断線判断の対象となる電源リレー数を超えない値であれば、どのような値であってもよい。例えば、電源リレー数に２／３を乗じた値を「所定数」としてもよい。また例えば、電源リレーが２つ同時にオープン故障となる所謂二重故障がないとすれば、所定値を２としてもよい。
【００６７】
上記実施形態では、インバータ部を経由せずにモータの巻線組に電圧を印加するための電圧印加部が設けられていたが、電圧印加部は省いてもよい。
また、バッテリと電源リレーとの間に、ノイズを低減するためのフィルタ回路を設けてもよい。フィルタ回路は、例えばラジオノイズコイルおよび電源平滑コンデンサから構成することができる。なお、フィルタ回路にコンデンサを用いる場合、インバータ部に設けられるコンデンサよりも容量が小さいものを用いることが好ましい。
さらにまた、上記実施形態では、スイッチング素子および電源リレーとしてＭＯＳＦＥＴを用いたが、電流の導通および遮断の切替が可能であれば、どのようなものを用いてもよい。
【００６８】
さらにまた、上記実施形態では、電動機駆動装置１が、モータ２とモータ２の駆動を制御するコントローラ３とを備えていたが、コントローラ３を特許請求の範囲における「電動機駆動装置」とみなしてもよい。
また、上記実施形態では、電動機駆動装置を電動パワーステアリング装置に用いた。他の実施形態では、電動機駆動装置はＥＰＳに限らず、例えばハイブリッド用主機モータ、パワーウインド等、ＥＰＳ以外のものに用いることができる。
【００６９】
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１・・・電動機駆動装置
２・・・モータ（電動機）
３・・・コントローラ
１８・・・第１巻線組（巻線）
１９・・・第２巻線組（巻線）
２０・・・第１インバータ部（インバータ部）
３０・・・第２インバータ部（インバータ部）
５０・・・制御部（切替制御手段、導通状態判断手段、断線特定手段、ショート故障特定手段、除外手段、オープン故障特定手段）
５５・・・バッテリ（電力供給部）
５６・・・配線
６１・・・第１電源リレー（遮断部、導通制御遮断部）
６２・・・第２電源リレー（遮断部、導通制御遮断部）
７１・・・第１リレー後電圧検出部
７２・・・第２リレー後電圧検出部
１００・・・電動パワーステアリング装置
【図１】
2011250618.tif 000003
【図２】
2011250618.tif 000004
【図３】
2011250618.tif 000005
【図４】
2011250618.tif 000006
【図５】
2011250618.tif 000007
【図６】
2011250618.tif 000008
【図７】
2011250618.tif 000009