(57)【要約】【課題】正常な電動機駆動部だけでの電動機駆動を実行できる小型かつ安価で信頼性の高い電動機駆動装置を提供する。【解決手段】３系統の電動機駆動部を備える電動機駆動装置において、判定制御部は、電動機の駆動開始前に電動機駆動部の故障検出処理として処理Ａ、処理Ｂを実行する。処理Ａで異常と判定された第１系統の電動機駆動部は、電源リレーがオフされて電力供給が遮断されるとともに処理Ｂが中止されるため、マイコンの処理負荷を軽減することができる。正常系統である第２系統および第３系統では、両方の処理Ｂの終了を待って、電動機の駆動が開始される。ある系統での電動機の駆動と、別の系統での故障検出処理とが同時に実行されることがないため、プログラムが簡素となり、信頼性が向上する。さらに、複雑な演算量が減少するため、判定制御部を小型で安価なマイコンで構成することができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、
前記直流電源の電力を交流電力に変換する複数のインバータ部、及び、該複数のインバータ部から電力を供給されて電動機を駆動する複数の巻線組とから構成される複数の電動機駆動部と、
電動機の駆動を開始する前に前記複数の電動機駆動部について第１番目から第ｍ番目までのｍ（ｍは自然数）個の故障検出処理を順に実行可能であり、前記故障検出処理についての正常または異常を判定して前記電動機駆動部への電力供給を制御する判定制御部と、
前記直流電源から前記複数の電動機駆動部への電力供給を遮断可能な電力供給遮断手段と、
を備え、
前記判定制御部が、前記複数の電動機駆動部のうちのいずれかの電動機駆動部が異常であると判定したとき、
前記電力供給遮断手段は、異常と判定された前記電動機駆動部への電力供給を遮断し、前記判定制御部は、異常と判定された前記電動機駆動部について以後の前記故障検出処理を中止することを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項２】
前記判定制御部は、
前記故障検出処理が中止された前記電動機駆動部を除くすべての前記電動機駆動部についての第ｍ番目の前記故障検出処理の終了を待って、第ｍ番目の前記故障検出処理で正常と判定された前記電動機駆動部への電力供給を開始す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】
前記判定制御部は、
前記故障検出処理が中止された前記電動機駆動部を除くすべての前記電動機駆動部についての第ｉ番目（ｉは１以上ｍ未満の自然数）の前記故障検出処理の終了を待って、第（ｉ＋１）番目の前記故障検出処理を開始することを特徴とする請求項２に記載の電動機駆動装置。
【請求項４】
請求項１〜３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。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動機駆動装置の前記判定制御部として機能するプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の電動機駆動部を有する電動機駆動装置、これを用いた電動パワーステアリング装置、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の電動機駆動部を備えた電動機駆動装置が知られている。例えば、特許文献１に開示される電気モータ駆動機器では、モータドライバと巻線とが電動機駆動部に相当し、当該電動機駆動部が２つ設けられており、いずれの電動機駆動部の巻線を通電しても電動機に駆動力を与えることができるようになっている。
【０００３】
また、特許文献２には、３相ブラシレスモータの１相に異常が発生したときに残りの正常な２相で電動機の駆動を継続可能な電動パワーステアリング装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−３３０３３号公報
【特許文献２】特開２００９−６９６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の電動機駆動装置にて複数の電動機駆動部を並行に用いて大きな回転トルクを得ようとする場合、電動機に大電流を流す必要があり、電動機駆動装置は大電流を制御することになる。このとき、何らかの原因により電動機駆動装置に異常が生じていると意図しない大電流が流れるおそれがあるため、電動機の駆動開始前に各電動機駆動部の異常検出を行ってから、電動機の駆動を開始することが一般的である。
【０００６】
特許文献２に開示される電動機駆動装置では、２相での駆動を行う場合、電動機の駆動を開始する前に電動機駆動部の故障箇所を特定し、さらにその後、他の箇所が故障していないかどうかの判定を行う必要がある。したがって、電動機の駆動開始前の電動機駆動部の故障検出処理が複雑になる。
このような複雑な故障検出処理を複数の電動機駆動部を備えた電動機駆動装置に適用すると、複雑な異常検出方法を複数回処理するために大型で高価なマイコンが必要となり、また、誤作動の可能性が高くなるという問題がある。
【０００７】
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、複数の電動機駆動部を備える電動機駆動装置において電動機の駆動開始前の故障検出処理を簡素にすることにより、正常な電動機駆動部だけでの電動機駆動を実行できる小型かつ安価で信頼性の高い電動機駆動装置を提供することにある。また、こ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、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の電動機駆動装置は、直流電源と、複数の電動機駆動部と、判定制御部と、電力供給遮断手段とを備える。
複数の電動機駆動部は、直流電源の電力を交流電力に変換する複数のインバータ部、及び、該複数のインバータ部から電力を供給されて電動機を駆動する複数の巻線組とから構成される。ここで「巻線組」とは、例えば３相モータの場合、３個の巻線がデルタ結線またはスター結線されて構成される一単位をいう。
また、電動機駆動部の個数、序数の単位を「系統」で表す。例えば、２個の電動機駆動部を「２系統の電動機駆動部」といい、１番目の電動機駆動部を「第１系統の電動機駆動部」という。
【０００９】
判定制御部は、電動機の駆動を開始する前に複数の電動機駆動部について第１番目から第ｍ番目までのｍ個の故障検出処理を順に実行可能であり、故障検出処理についての正常または異常を判定して電動機駆動部への電力供給を制御する。なお、ｍは自然数である。電力供給遮断手段は、直流電源から複数の電動機駆動部への電力供給を遮断可能である。
そして、判定制御部が、複数の電動機駆動部のうちのいずれかの電動機駆動部が異常であると判定したとき、電力供給遮断手段は、異常と判定された電動機駆動部への電力供給を遮断し、判定制御部は、異常と判定された電動機駆動部について以後の故障検出処理を中止する。
【００１０】
電動機駆動部を複数とする「多系統化」は、近年求められている電動機駆動装置の小型化や高出力化に対する有効な手段である。本発明によれば、複数の電動機駆動部のうち、故障検出処理で異常であると判定された電動機駆動部は、電力供給が遮断され完全に使用されない。そのため、特許文献２の電動機駆動装置のように、故障箇所を特定した後、正常な２相だけで電動機駆動するといった複雑な制御を行う必要がないため、故障検出処理が簡素になる。さらに、故障検出処理で異常であると判定された電動機駆動部では、以後の故障検出処理が中止されるため、マイコンの処理負荷を軽減することができる。よって、正常な電動機駆動部だけでの電動機駆動を、小型かつ安価で信頼性の高い電動機駆動装置により実行できる。
【００１１】
さらに、請求項２に記載の電動機駆動装置では、判定制御部は、故障検出処理が中止された電動機駆動部を除くすべての電動機駆動部についての第ｍ番目の故障検出処理の終了を待って、第ｍ番目の故障検出処理で正常と判定された電動機駆動部への電力供給を開始する。
【００１２】
例えば、３系統の電動機駆動部のうち、第１系統については第１番目の故障検出処理で異常と判定され、第２番目以降の故障検出処理が中止されたとする。第２系統および第３系統については第１番目の故障検出処理では正常と判定されたとする。また、故障検出処理は３個、すなわち「ｍ＝３」であり、第２系統および第３系統については、この後実行される第２番目および第３番目の故障検出処理でも正常と判定されるものとする。
【００１３】
ところで、故障検出処理の時間は、各系統によって都度異なり、終了時期にずれが生じる。例えば、第２系統について第３番目の故障検出処理が先に終了したとする。この場合、第２系統だけが電動機の駆動を先に開始し第３系統が遅れて駆動を開始すると、駆動開始直後に回転トルクが段階的に変化するため、電動パワーステアリング装置では、運転者がハンドル操作を不安定に感じることとなる。
また、第２系統で電動機を駆動している状態で、同時に第３系統の故障検出処理を実行する必要があり、プログラムが複雑になる。
【００１４】
そこで、請求項２の判定制御部は、上記例の場合、第２系統および第３系統の両方についての第３番目の故障検出処理の終了を待って、第３番目の故障検出処理で正常と判定された第２系統および第３系統の電動機駆動部への電力供給を開始する。
【００１５】
これにより、正常系統での電動機の駆動が一時に開始されるため、電動機の駆動開始直後の回転トルクが安定する。また、ある系統での電動機の駆動と、別の系統での故障検出処理とが同時に実行されることがないため、プログラムが簡素となり、マイコンの処理負荷を軽減することができる。よって、プログラムの信頼性が向上し、判定制御部を小型で安価なマイコンで構成することができる。
【００１６】
さらにまた、請求項３に記載の電動機駆動装置では、判定制御部は、故障検出処理が中止された電動機駆動部を除くすべての電動機駆動部についての第ｉ番目の故障検出処理の終了を待って、第（ｉ＋１）番目の故障検出処理を開始する。なお、ｉは１以上ｍ未満の自然数である。
【００１７】
判定制御部において複数の電動機駆動部の複数の故障検出処理が実行される場合、故障検出処理を実行するプログラムは、実行時間の短縮等の理由から簡素に構成されることが望ましい。そこで、請求項３の判定制御部は、故障検出処理が中止された系統を除くすべての系統、すなわち、その時点で正常と判断されるすべての系統についての残りの故障検出処理を簡素にする。
【００１８】
例えば、３系統の電動機駆動部のうち、第１系統については第１番目の故障検出処理で異常と判定され、第２番目以降の故障検出処理が中止されたとする。第２系統については第１番目の故障検出処理では正常と判定され、第３系統については第１番目の故障検出処理が実行中であるとする。故障検出処理は３個、すなわち「ｍ＝３」であるとする。
ここで、「ｉ＝１」とすれば、第２系統および第３系統の両方についての第１番目の故障検出処理の終了を待って、各系統の第２番目の故障検出処理を開始する。また、「ｉ＝１、２」とすれば、さらに、第２系統および第３系統の両方についての第２番目の故障検出処理の終了を待って、各系統の第３番目の故障検出処理を開始する。
【００１９】
これにより、ある系統でのｉ番目の故障検出処理と、別の系統での（ｉ＋１番目）以降の故障検出処理とが同時に実行されることがないため、プログラムを簡素に構成することができる。結果として、プログラムの実行時間が短縮される。また、プログラムの信頼性が向上する。さらに、複雑な演算量が減少するため、判定制御部をより小型で安価なマイコンで構成することができる。
【００２０】
請求項４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である。
電動パワーステアリング装置は、車両という限られたスペースに搭載することが必要で、小型化が特に求められている電動機駆動装置である。また、車両が走行するとき進行方向について「曲がる」という機能を司るものであり、いずれかの電動機駆動部が故障しても正常な電動機駆動部だけで駆動できること、その際の故障検出処理は誤作動を招かないようにできるだけ簡素なものであることが安全面からも要求される。その点、本発明の電動機駆動装置は、簡素な故障検出処理により信頼性が向上する。また、正常な電動機駆動部だけでの電動機駆動を省スペースで実現できるため、電動パワーステアリング装置においてより大きな効果を奏する。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、上述の電動機駆動装置の判定制御部として機能するプログラムである。本発明のプログラムを実行すれば、上述の装置と同様の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一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】本発明の一実施形態による電動機駆動装置の回路構成を説明する模式図である。
【図３】本発明の一実施形態による第１番目故障検出処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の一実施形態による第２番目故障検出処理を説明するフローチャートである。
【図５】（ａ）：本発明の第１実施例による故障検出処理を説明する説明図である。  （ｂ）：本発明の第２実施例による故障検出処理を説明する説明図である。
【図６】（ａ）：本発明の他の実施例による故障検出処理を説明する説明図である。  （ｂ）：本発明の他の実施例による故障検出処理を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置に本発明を適用した実施形態を、以下、図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
図１は、電動パワーステアリング装置を備えたステアリングシステム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は、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に操舵トルクを検出するためのトルクセンサ９５を設置している。ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられており、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が回転可能に連結されている。
【００２４】
これにより、運転者がステアリングホイール９１を回転させると、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が回転し、ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア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について一対の車輪９８が転舵される。
【００２５】
電動パワーステアリング装置１００は、操舵アシストトルクを発生する電動機１０（図２参照）、電動機１０の駆動に係る電動機駆動装置１、電動機１０の回転角度を検出する図示しない回転角センサ、及び、電動機１０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝達する減速ギア８９を備える。電動機１０は３相ブラシレスモータであり、減速ギア８９を正逆回転させる。
この構成により、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アシストトルクを発生し、ステアリングシャフト９２に伝達する。
【００２６】
図２は、複数系統の電動機駆動部を備える電動機駆動装置の回路構成を説明する模式図であり、代表として２系統の実施形態を示す。以下、名称の接頭部が「第１」である構成要素は第１系統の電動機駆動部の構成要素を示し、名称の接頭部が「第２」である構成要素は第２系統の電動機駆動部の構成要素を示す。なお、３系統以上の多系統の電動機駆動装置の場合は、同様の構成が並列に追加される。
【００２７】
電動機駆動装置１は、直流電源５５、第１電源リレー６１、第２電源リレー６２、第１電動機駆動部１１、第２電動機駆動部１２、判定制御部５０等を備えている。
第１電源リレー６１、第２電源リレー６２は、特許請求の範囲に記載の「電力供給遮断手段」に相当し、第１電動機駆動部１１、第２電動機駆動部１２は、特許請求の範囲に記載の「電動機駆動部」に相当する。
【００２８】
直流電源５５は、電動機駆動装置１に電力を供給する。直流電源５５から供給された電力は、チョークコイル５６および平滑用コンデンサ５７によって構成されるフィルタ回路と第１電源リレー６１とを介して第１リレー後電源ライン７１に供給される。第１リレー後電源ライン７１には第１電動機駆動部１１が接続されている。フィルタ回路は、電動機駆動部１１、１２の駆動によって生じるノイズが、同一の直流電源５５から電力が供給されている他の機器へ伝達されることを抑制するためのフィルタである。
また、直流電源５５から供給された電力は、上記フィルタ回路と第２電源リレー６２とを介して第２リレー後電源ライン７２に供給される。第２リレー後電源ライン７２には第２電動機駆動部１２が接続されている。
【００２９】
第１電源リレー６１は、故障検出処理によって第１電動機駆動部１１に異常があると判定されたとき、判定制御部５０によって速やかにオフされ、直流電源５５から第１電動機駆動部１１への電力供給を遮断する。
第２電源リレー６２は、故障検出処理によって第２電動機駆動部１２に異常があると判定されたとき、判定制御部５０によって速やかにオフされ、直流電源５５から第２電動機駆動部１２への電力供給を遮断する。
【００３０】
第１電動機駆動部１１および第２電動機駆動部１２は、直流電源５５から電力を供給されて電動機１０を駆動する。第１電動機駆動部１１は、第１インバータ部２０、第１巻線組８７、第１電圧印加部６５等を備えている。第２電動機駆動部１２は、第２インバータ部３０、第２巻線組８８、第２電圧印加部６６等を備えている。
第１インバータ部２０、第２インバータ部３０は、特許請求の範囲に記載の「インバータ部」に相当し、第１巻線組８７、第２巻線組８８は、特許請求の範囲に記載の「巻線組」に相当する。
第１電動機駆動部１１および第２電動機駆動部１２は同様の構成であるため、以下、第１電動機駆動部１１を例として詳細な構成を説明する。
【００３１】
第１インバータ部２０は、電圧形ＰＷＭインバータであり、電源電圧側のスイッチング素子である上ＭＯＳ２１〜２３、及び、グランド側のスイッチング素子である下ＭＯＳ２４〜２６を有している。第１インバータ部２０には、第１リレー後電源ライン７１によって直流電源５５からの電力が供給される。
【００３２】
上ＭＯＳ２１〜２３は、ドレインが第１リレー後電源ライン７１に接続され、ソースがそれぞれ下ＭＯＳ２４〜２６のドレインに接続されている。下ＭＯＳ２４〜２６のソースは、それぞれ、後述するＵ１コイル８１、Ｖ１コイル８２、及び、Ｗ１コイル８３に流れる相電流値を検出する電流検出部４８としてのシャント抵抗を介して接地されている。
【００３３】
３相をＵ相、Ｖ相、Ｗ相で表すと、Ｕ相において、上ＭＯＳ２１のソースと下ＭＯＳ２４のドレインとはＵ１端子２７に接続されており、Ｕ１端子２７はＵ１コイル８１の一端に接続されている。Ｖ相において、上ＭＯＳ２２のソースと下ＭＯＳ２５のドレインとはＶ１端子２８に接続されており、Ｖ１端子２８はＶ１コイル８２の一端に接続されている。Ｗ相において、上ＭＯＳ２３のソースと下ＭＯＳ２６のドレインとはＷ１端子２９に接続されており、Ｗ１端子２９はＷ１コイル８３の一端に接続されている。
【００３４】
なお、第２電動機駆動部１２の第２インバータ部３０では、上ＭＯＳ３１〜３３、下ＭＯＳ３４〜３６、及び、端子３７〜３９が、第１インバータ部２０における上ＭＯＳ２１〜２３、下ＭＯＳ２４〜２６、及び、端子２７〜２９にそれぞれ対応する。
【００３５】
電解コンデンサ４９は、第１リレー後電源ライン７１とグランドとの間に各相の上ＭＯＳ、下ＭＯＳ、及び、電流検出部４８と並列に接続されている。電解コンデンサ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。
【００３６】
第１電圧印加部６５としてのプルアップ抵抗は、第１インバータ部２０を経由せず第１巻線組８７に電圧を印加するための構成である。第１電圧印加部６５の一端は第１リレー後電源ライン７１に接続されており、他端は、第１巻線組８７を介して、Ｕ１端子２７、Ｖ１端子２８、及び、Ｗ１端子２９に接続されている。
【００３７】
電動機１０は、ロータ側に磁極を有し、ステータ側に２系統の３相巻線として、Ｕ１コイル８１、Ｖ１コイル８２、Ｗ１コイル８３、及び、Ｕ２コイル８４、Ｖ２コイル８５、Ｗ２コイル８６を有している。ここで、例えば「Ｕ１コイル」は第１系統のＵ相の巻線を示す。
Ｕ１コイル８１、Ｖ１コイル８２、及び、Ｗ１コイル８３は、第１巻線組８７を構成し、Ｕ２コイル８４、Ｖ２コイル８５、及び、Ｗ２コイル８６は、第２巻線組８８を構成している。第１巻線組８７および第２巻線組８８はそれぞれデルタ結線されている。
【００３８】
判定制御部５０は、電動機駆動装置１全体の制御を司るものであり、一般的なマイコンにより構成されている。判定制御部５０は、プリドライバ５２に接続されている。
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。プリドライバ５２は、第１インバータ部２０のＭＯＳ２１〜２６のゲート、第２インバータ部３０のＭＯＳ３１〜３６のゲートに接続されている。プリドライバ５２は、また、第１電源リレー６１および第２電源リレー６２のゲートに接続されている。なお、図２において、プリドライバ５２から各ＭＯＳ２１〜２６、３１〜３６および各電源リレー６１、６２へ制御信号を伝達する信号線は、煩雑になることを避けるため図示を省略した。
【００３９】
判定制御部５０は、回転角センサによって検出されたロータの回転位置、及び各電流検出部４８により検出された相電流検出値等に基づき、プリドライバ５２を介して、第１インバータ部２０の各ＭＯＳ２１〜２６のゲートに制御信号を出力し、第１インバータ部２０による第１巻線組８７への電力供給を開始する。判定制御部５０は、同様に第２インバータ部３０の各ＭＯＳ３１〜３６のゲートに制御信号を出力し、第２インバータ部３０による第２巻線組８８への電力供給を開始する。これにより、第１電動機駆動部１１および第２電動機駆動部１２の２つの電動機駆動部によって、電動機１０の駆動が開始される。
【００４０】
また、判定制御部５０は、下記（１）〜（４）のように、電源ライン電圧ＶＩＧ、第１リレー後電源電圧ＶＰＩＧ１および第２リレー後電源電圧ＶＰＩＧ２、各端子電圧ＭＶを検出可能である。
（１）電源ライン７０はインタフェース回路部７３を介して判定制御部５０の図示しないＡＤ変換部に接続されている。これにより、判定制御部５０は、インタフェース回路部７３を介して電源ライン電圧ＶＩＧを検出可能である。
【００４１】
（２）第１リレー後電源ライン７１、第２リレー後電源ライン７２は、インタフェース回路部７４を介して判定制御部５０の図示しないＡＤ変換部に接続されている。これにより、判定制御部５０は、インタフェース回路部７４を介して第１リレー後電源電圧ＶＰＩＧ１および第２リレー後電源電圧ＶＰＩＧ２を検出可能である。
【００４２】
（３）Ｕ１端子２７、Ｖ１端子２８、及び、Ｗ１端子２９は、それぞれインタフェース回路部７５を介して判定制御部５０の図示しないＡＤ変換部に接続されている。これにより、判定制御部５０は、インタフェース回路部７５を介して、Ｕ１端子２７とグランド間の電圧であるＵ１端子電圧ＭＶＵ１、Ｖ１端子２８とグランド間の電圧であるＶ１端子電圧ＭＶＶ１、及び、Ｗ１端子２９とグランド間の電圧であるＷ１端子電圧ＭＶＷ１を検出可能である。
（４）同様に、判定制御部５０は、インタフェース回路部７６を介して、Ｕ２端子電圧ＭＶＵ２、Ｖ２端子電圧ＭＶＶ２、及び、Ｗ２端子電圧ＭＶＷ２を検出可能である。
【００４３】
以上の構成により、判定制御部５０は、各インタフェース回路部を介して検出される各電圧値に基づき、第１電動機駆動部１１および第２電動機駆動部１２において異常が生じているか否かを判定する。
本実施形態では、判定制御部５０は、第１番目故障検出処理と第２番目故障検出処理の２個の故障検出処理を実行する。すなわち、特許請求の範囲に記載の「故障検出処理の個数ｍ」が２個である。ここで、第２番目故障検出処理は、第１番目故障検出処理が実行された後、正常と判定された系統についてのみ実行される。
以下、第１番目故障検出処理を「処理Ａ」、第２番目故障検出処理を「処理Ｂ」という。
【００４４】
次に、処理Ａ（第１番目故障検出処理）および処理Ｂ（第２番目故障検出処理）の具体例について、第１電動機駆動部１１で実行される処理を例として説明する。第２電動機駆動部１２では、第１電動機駆動部１１と同様の処理が行われる。また、３系統以上の電動機駆動装置での第３系統以降の電動機駆動部においても同様である。
【００４５】
まず、処理Ａについて、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。処理Ａでは、電解コンデンサ４９の短絡故障を検出する。電解コンデンサ４９の短絡故障の場合、電源電圧側からグランド側へ大電流が流れるため、未然に防止する必要がある。
【００４６】
処理Ａは、電解コンデンサ４９が短絡している場合には第１リレー後電源電圧ＶＰＩＧ１が０Ｖとなることから、第１リレー後電源電圧ＶＰＩＧ１を検出することにより、電解コンデンサ４９の故障を検出するものである。
【００４７】
フローチャートにて記号Ｓは、ステップを示す。
Ｓ１０１では、第１リレー後電源電圧ＶＰＩＧ１を取得する。続くＳ１０２では、Ｓ１０１によって取得された第１リレー後電源電圧ＶＰＩＧ１が「０Ｖである」か否かを判断する。なお、本ステップでは、ＶＰＩＧ１が厳密に０Ｖであるか否かを判断するのではなく、おおよそ０Ｖであるか否かを判断する。
ＮＯの場合、Ｓ１０３にて異常カウンタをリセットし、Ｓ１０４に移行する。続くＳ１０４では、「電解コンデンサ異常フラグ」をリセットし、「電解コンデンサ４９は正常である」と判定し、その後処理Ａを終了する。
Ｓ１０２にてＹＥＳの場合、Ｓ１１１にて異常カウンタをインクリメントし、Ｓ１１２に移行する。
【００４８】
Ｓ１１２では、異常カウンタが所定回数Ｎ１以上であるか否かを判断する。
ＮＯの場合、Ｓ１０１へ戻り、第１リレー後電源電圧ＶＰＩＧ１を改めて取得してＳ１０２の判断を繰り返す。これにより偶発的な誤検出による誤判定を防ぐ。現実に異常の場合、Ｓ１０２の判断をＮ１回繰り返す。
Ｓ１１２にてＹＥＳの場合、Ｓ１１３にて「電解コンデンサ異常フラグ」を１にセットし、「電解コンデンサ４９は異常である」と判定し、その後処理Ａを終了する。
【００４９】
続いて、処理Ｂについて、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。処理Ｂでは、第１インバータ部２０のＭＯＳ２１〜２６の短絡故障、または第１巻線組８７の巻線８１〜８３の電源短絡、地絡故障を検出する。これらの故障の場合、電源電圧側からグランド側へ大電流が流れるため、未然に防止する必要がある。
【００５０】
例えばＵ相について、Ｕ１コイル８１がグランド側に地絡、あるいは下ＭＯＳ２４が短絡故障している場合、Ｕ１端子電圧ＭＶＵ１は０Ｖとなる。また、Ｕ１コイル８１が第１リレー後電源ライン７１側に短絡、あるいは上ＭＯＳ２１が短絡故障している場合、Ｕ１端子電圧ＭＶＵ１は第１リレー後電源電圧ＶＰＩＧ１と同等の値となる。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。
なお、Ｕ１コイル８１、下ＭＯＳ２４、上ＭＯＳ２１とも正常な場合は、Ｕ１端子電圧ＭＶＵ１は、第１リレー後電源電圧ＶＰＩＧ１が、第１電圧印加部６５のプルアップ抵抗値とインタフェース回路７５の抵抗値とで分圧された電圧値となる。
【００５１】
処理Ｂは、各端子電圧ＭＶの値を上記のように区別して判断することにより、ＭＯＳ２１〜２６またはコイル８１〜８３の故障を検出するものである。
【００５２】
フローチャートにて記号Ｓは、ステップを示す。
Ｓ２０１では、第１電動機駆動部１１におけるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の端子電圧であるＵ１端子電圧ＭＶＵ１、Ｖ１端子電圧ＭＶＶ１、Ｗ１端子電圧ＭＶＷ１を取得する。続くＳ２０２では、Ｓ２０１によって取得された各端子電圧ＭＶが「０Ｖである、またはＶＰＩＧ１と同等の値である」か否かを判断する。
ＮＯの場合、Ｓ２０３にて異常カウンタをリセットし、Ｓ２０４に移行する。続くＳ２０４では、「インバータ・巻線異常フラグ」をリセットし、「第１インバータ部２０および第１巻線組８７は正常である」と判定し、その後処理Ｂを終了する。
Ｓ２０２にてＹＥＳの場合、Ｓ２１１にて異常カウンタをインクリメントし、Ｓ２１２に移行する。
【００５３】
Ｓ２１２では、異常カウンタが所定回数Ｎ２以上であるか否かを判断する。
ＮＯの場合、Ｓ２０１へ戻り、各端子電圧ＭＶを改めて取得してＳ２０２の判断を繰り返す。これにより偶発的な誤検出による誤判定を防ぐ。現実に異常の場合、Ｓ２０２の判断をＮ２回繰り返す。
Ｓ２１２にてＹＥＳの場合、Ｓ２１３にて「インバータ・巻線異常フラグ」を１にセットし、「第１インバータ部２０または第１巻線組８７は異常である」と判定し、その後処理Ｂを終了する。
【００５４】
次に、判定制御部５０において、電動機１０の駆動開始前に各系統の電動機駆動部について故障検出処理を実行する実施例について、図５（ａ）、（ｂ）に基づいて説明する。
（第１実施例）
図５（ａ）は、３系統の電動機駆動部を備える電動機駆動装置１における実施例である。なお、図中「○」印は処理により正常と判定されたことを示し、「×」印は処理により異常と判定されたことを示す。
【００５５】
判定制御部５０は、時刻ｔ０に第１系統から第３系統までの処理Ａを同時に開始する。時刻ｔ１で第２系統は処理Ａについて正常と判定され、処理Ｂに移行する。時刻ｔ２で第１系統は処理Ａについて異常と判定され、第１電源リレー６１が速やかにオフされて電力供給が遮断されるとともに以後の故障検出処理である処理Ｂが中止される。時刻ｔ３で第３系統は処理Ａについて正常と判定され、処理Ｂに移行する。
時刻ｔ４で第２系統は処理Ｂについて正常と判定される。しかし、まだ第３系統にて処理Ｂを実行中であるため、電動機１０の駆動を開始せず待機する。時刻ｔ６で第３系統が処理Ｂについて正常と判定されると、第２系統と第３系統との電動機駆動部への電力供給が同時に開始され、電動機１０の駆動が開始される。
【００５６】
第１実施例では、３系統の電動機駆動部のうち、処理Ａで異常と判定された第１系統の電動機駆動部は、電力供給が遮断され完全に使用されない。そして、正常系統である第２系統および第３系統だけで電動機１０が駆動される。そのため、異常系統の電動機駆動部にて故障箇所を特定した後、正常な相だけで電動機駆動するというような複雑な制御を行う必要がないため、故障検出処理が簡素になる。
さらに、故障検出処理で異常と判定された第１系統では、以後の故障検出処理が中止されるため、マイコンの処理負荷を軽減することができる。よって、小型かつ安価で信頼性の高い電動機駆動装置１により、正常系統だけでの電動機駆動を実行することができる。
【００５７】
また、正常系統である第２系統および第３系統での電動機１０の駆動が一時に開始されるため、電動機１０の駆動開始直後の回転トルクが安定する。また、ある系統での電動機の駆動と、別の系統での故障検出処理とが同時に実行されることがないため、プログラムが簡素となり、マイコンの処理負荷を軽減することができる。よって、プログラムの信頼性が向上し、判定制御部５０を小型で安価なマイコンで構成することができる。
【００５８】
（第２実施例）
図５（ｂ）は、図５（ａ）に対し、時刻ｔ１および時刻ｔ３における処理が異なる。
判定制御部５０は、時刻ｔ１で第２系統は処理Ａについて正常と判定する。しかし、まだ第１系統および第３系統にて処理Ａを実行中であるため、処理Ｂを開始せず待機する。時刻ｔ２で第１系統は処理Ｂが中止されるため、待機の対象から除外される。時刻ｔ３で第３系統が処理Ａについて正常と判定されると、第２系統と第３系統とは、同時に処理Ｂに移行する。
【００５９】
時刻ｔ５で第２系統は処理Ｂについて正常と判定される。しかし、まだ第３系統が処理Ｂを実行中であるため、電動機１０の駆動を開始せず待機する。時刻ｔ６で第３系統が処理Ｂについて正常と判定されると、第２系統と第３系統との電動機駆動部への電力供給が同時に開始され、電動機１０の駆動が開始される。
【００６０】
第２実施例の判定制御部５０は、第１実施例の制御に加えて、第２系統および第３系統の両方について処理Ａの終了を待って、処理Ｂを開始する。
これにより、処理Ａと処理Ｂとが同時に実行されることがないため、プログラムを簡素に構成することができる。結果として、プログラムの実行時間が短縮される。また、プログラムの信頼性が向上する。さらに、複雑な演算量が減少するため、判定制御部５０をより小型で安価なマイコンで構成することができる。
【００６１】
（その他の実施例）
第１、第２実施例では、処理Ａおよび処理Ｂが各系統で並行して「並列処理」される例を説明した。しかし、処理Ａおよび処理Ｂは１系統ずつ逐次「直列処理」されてもよい。
図６（ａ）に示す２系統の電動機駆動装置１における実施例では、時刻ｔ０で第１系統の処理Ａが開始され、時刻ｔ１１で第１系統が処理Ａについて正常と判定された後、第２系統の処理Ａが開始される。続いて、時刻ｔ１２で第２系統が処理Ａについて正常と判定された後、第１系統の処理Ｂが開始される。時刻ｔ１３で第１系統が処理Ｂについて異常と判定され、第１電源リレー６１がオフされる。なお、処理Ｂは最終処理であり、以後中止されるべき故障検出処理は存在しない。そして、第２系統の処理Ｂが開始され、時刻ｔ１４で第２系統が処理Ｂについて正常と判定されると、第２系統のみで電動機１０の駆動が開始される。
【００６２】
また、図６（ｂ）は、第２系統、第１系統の順に直列処理される例を示す。図６（ａ）と同様、時刻ｔ２１、時刻ｔ２２、時刻ｔ２３で、処理系統が入れ替わる。時刻ｔ２４で、最後に処理Ｂが実行された第１系統が異常と判定されると、第１電源リレー６１がオフされるとともに、既に処理Ｂについて正常と判定されている第２系統のみで電動機１０の駆動が開始される。
【００６３】
直列処理では並列処理に比べて故障検出処理に要する時間は長くなるものの、１処理につき１系統ずつ実行すればよいため、プログラムをさらに簡素にすることができ、プログラムの信頼性がさらに向上するという効果がある。
【００６４】
以上、本発明は上記形態に何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、種々なる形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１：電動機駆動装置、１０：電動機、１１：第１電動機駆動部（電動機駆動部）、１２：第２電動機駆動部（電動機駆動部）、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）、２１〜２３、３１〜３３：上ＭＯＳ、ＭＯＳ、２４〜２６、３４〜３６：下ＭＯＳ、ＭＯＳ、２７〜２９、３７〜３９：端子、４８：電流検出部、４９：電解コンデンサ、５０：判定制御部、５２：プリドライバ、５５：直流電源、５６：チョークコイル、５７：平滑用コンデンサ、６１：第１電源リレー（電力供給遮断手段）、６２：第２電源リレー（電力供給遮断手段）、６５：第１電圧印加部、６６：第２電圧印加部、７０：電源ライン、７１：第１リレー後電源ライン、７２：第２リレー後電源ライン、７３〜７６：インタフェース回路、８１〜８６：コイル（巻線）、８７：第１巻線組（巻線組）、８８：第２巻線組（巻線組）、８９：減速ギア、９０：ステアリングシステム、９１：ステアリングホイール、９２：ステアリングシャフト、９５：トルクセンサ、９６：ピニオンギア、９７：ラック軸、９８：車輪、１００：電動パワーステアリング装置
ＶＩＧ：電源ライン電圧、ＶＰＩＧ１：第１リレー後電源電圧、ＶＰＩＧ２：第２リレー後電源電圧、ＭＶ、ＭＶＵ１、ＭＶＶ１、ＭＶＷ１、ＭＶＵ２、ＭＶＶ２、ＭＶＷ２：端子電圧
【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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