(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のステータコイルを有するモータと、
前記複数のステータコイルへの通電を制御するインバータと、
前記インバータを駆動制御するプリドライバと、
前記インバータに電力を供給するバッテリと前記インバータとの間で、前記インバータ側から順に配置されて直列接続された第１のソリッドステートリレーおよび第２のソリッドステートリレーであって、前記第１のソリッドステートリレーは、第１のダイオードを有し、前記第１のダイオードは、前記バッテリから前記インバータへ向かう方向を順方向とし、前記第２のソリッドステートリレーは、第２のダイオードを有し、前記第２のダイオードは、前記インバータから前記バッテリへ向かう方向と順方向とする、第１のソリッドステートリレーおよび第２のソリッドステートリレーと、
前記複数のステータコイルの夫々に設けられ、前記複数のステータコイルの通電を遮断する複数のモータリレーと、
プロセッサであって、前記プロセッサは、前記プリドライバを駆動制御するプリドライバ制御部と、前記第１のソリッドステートリレー、前記第２のソリッドステートリレー、および前記モータリレーを制御するリレー制御部と、を備え、前記リレー制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を遮断するとき、前記モータリレーをオフ状態にした後、前記第１のソリッドステートリレーをオフ状態にするリレー制御部であるプロセッサと、
を有することを特徴とするモータシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のモータシステムにおいて、前記リレー制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を遮断するとき、前記第２のソリッドステートリレー、前記モータリレー、前記第１のソリッドステートリレーの順にオフ状態にし、または前記第２のソリッドステートリレーと前記モータリレーを同時にオフ状態にした後、前記第１のソリッドステートリレーをオフ状態にすることを特徴とするモータシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のモータシステムにおいて、前記リレー制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を遮断するとき、前記第２のソリッドステートリレーと前記モータリレーに対し、同時にオフ指令を出力することを特徴とするモータシステム。
【請求項４】
請求項２に記載のモータシステムにおいて、前記リレー制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を開始するとき、前記第１のソリッドステートリレーをオン状態にした後、前記モータリレーをオン状態にすることを特徴とするモータシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のモータシステムにおいて、前記リレー制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を開始するとき、前記第１のソリッドステートリレー、前記モータリレー、前記第２のソリッドステートリレーの順にオン状態にし、または前記第１のソリッドステートリレーをオン状態にした後、前記モータリレーと前記第２のソリッドステートリレーをオン状態にすることを特徴とするモータシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のモータシステムにおいて、前記複数のステータコイル同士は、中性点においてスター結線されており、
前記複数のモータリレーの全ては、半導体スイッチング素子であって、
前記複数のモータリレーの夫々は、第３のダイオードを有し、
前記第３のダイオードの夫々は、アノードが前記中性点側に配置されていることを特徴とするモータシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のモータシステムにおいて、前記プロセッサは、前記モータ、前記インバータ、または前記プリドライバにおける異常の有無を診断する異常診断部を備え、
前記リレー制御部は、前記異常診断部が前記モータ、前記インバータ、または前記プリドライバに異常が発生したと診断したとき、前記モータリレーをオフ状態にした後、前記第１のソリッドステートリレーをオフ状態にすることを特徴とするモータシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のモータシステムにおいて、前記異常診断部は、前記インバータに異常が発生したと診断したとき、前記モータリレーをオフ状態にした後、前記第１のソリッドステートリレーをオフ状態にすることを特徴とするモータシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のモータシステムにおいて、前記異常診断部は、前記インバータ以外に異常が発生したと診断したとき、前記第１のソリッドステートリレーおよび前記第２のソリッドステートリレーよりも先に前記モータリレーをオフ状態にすることを特徴とするモータシステム。
【請求項１０】
請求項１に記載のモータシステムにおいて、前記プリドライバ制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を遮断するときに、前記リレー制御部が前記モータリレーをオフ状態にするまでの間、前記モータで発生する逆起電力が前記バッテリから前記複数のステータコイルへ供給される供給電力を上回らないように、前記プリドライバを駆動制御することを特徴とするモータシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のモータシステムにおいて、前記プリドライバ制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を遮断するとき、前記リレー制御部が前記モータリレーをオフ状態にするまでの間、前記複数のステータに流れる電流が０アンペアとなるように前記プリドライバを駆動制御することを特徴とするモータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータと、モータの複数のステータコイルに対する通電を制御するコントローラと、を備えたモータシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータシステムとして、例えば、特許文献１に記載されるように、モータによって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置のモータシステムが知られている。かかるモータシステムでは、車載バッテリとインバータとの間に、半導体スイッチング素子からなる２つの電源リレーを直列接続して設けてある。この２つの電源リレーでは、インバータ側の電源リレーが、その寄生ダイオードを車載バッテリからインバータに向かう方向を順方向として配置されている。また、車載バッテリ側の電源リレーが、その寄生ダイオードをインバータから車載バッテリに向かう方向を順方向として配置されている。【０００３】
特許文献１に記載されるモータシステムでは、異常が発生したときのフェールセーフ処理としてモータの複数のステータコイルに対する電力供給を遮断する場合に、外力に起因したロータの回転によってモータに逆起電力が発生する。この逆起電力による電流を車載バッテリへ回生できるように、当該モータシステムでは、インバータ側の電源リレーをオン状態としつつ車載バッテリ側の電源リレーをオフ状態としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２１５０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、インバータ側の電源リレーをオン状態としつつ車載バッテリ側の電源リレーをオフ状態とすると、モータと車載バッテリとの間に閉回路が形成される。このため、外力に起因したロータの回転中にモータに発生した逆起電力による電流は、車載バッテリ側の電源リレーやインバータの半導体スイッチング素子における寄生ダイオードを継続的に流れる。したがって、逆起電力による電流が、電源リレーやインバータの半導体スイッチング素子の耐久性に影響を与えるおそれがある。【０００６】
そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、外力に起因したロータの回転によりモータに発生した逆起電圧の回生を可能にしつつ、耐久性を向上させたモータシステム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】
【０００７】
本発明の一態様によれば、モータシステムは、モータの複数のステータコイルへの通電を制御するインバータと当該インバータに電力を供給するバッテリとの間で、インバータ側から順に配置されて直列接続された第１のソリッドステートリレーおよび第２のソリッドステートリレーを有し、第１のソリッドステートリレーが、バッテリからインバータに向かう方向を順方向とする第１のダイオードを有し、第２のソリッドステートリレーが、インバータからバッテリに向かう方向を順方向とする第２のダイオードを有している。そして、バッテリからインバータへの電力の供給を遮断するとき、複数のステータコイルの夫々に設けられた複数のモータリレーをオフ状態にした後に、第１のソリッドステートリレーをオフ状態にする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のモータシステムによれば、外力に起因したロータの回転によりモータに発生した逆起電圧の回生を可能にしつつ、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係るモータシステムを適用した電動パワーステアリング装置を示す概略図である。
【図２】同モータシステムを示す概略図である。
【図３】同モータシステムの第１通電系統を示す回路図である。
【図４】同モータシステムにおけるリレー制御処理を示すフローチャートである。
【図５】同モータシステムにおけるリレー制御処理を示すタイムチャートである。
【図６】第２実施形態に係るモータシステムの第１通電系統を示す回路図である。
【図７】同モータシステムにおけるリレー制御処理を示すフローチャートである。
【図８】第３実施形態に係るモータシステムの第１通電系統を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るモータシステムを適用した電動パワーステアリング装置の一例を示す。
【００１１】
（電動パワーステアリング装置）
車両１００の電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２と、ピニオンシャフト１３と、ピニオンギア１４と、ラックギア１５と、を備えている。ステアリングホイール１１には運転者の操舵操作力が入力され、ステアリングホイール１１はステアリングシャフト１２に接続されている。ピニオンシャフト１３は、第１の自在継手Ｊ１、中間シャフトＭＳ、第２の自在継手Ｊ２およびステアリングシャフト１２を介してステアリングホイール１１に接続されている。ピニオンギア１４はピニオンシャフト１３の先端に接続され、ラックギア１５はピニオンギア１４と噛合してピニオンギア１４の回転運動を直線運動に変換する。
【００１２】
また、電動パワーステアリング装置１０は、モータ１６と、減速機１７と、操舵トルクセンサ１８と、車速センサ１９と、モータ制御装置２０と、を備えている。モータ１６は操舵補助力の発生源として用いられ、減速機１７は、モータ１６の回転軸１６ａと接続されて、回転軸１６ａの回転速度を減速してラックギア１５に伝達する。操舵トルクセンサ１８は、ピニオンシャフト１３（またはステアリングシャフト１２）の捩れ角度に基づいて操舵トルクを検出し、車速センサ１９は車両１００の車速を検出する。モータ制御装置２０は、操舵トルクセンサ１８および車速センサ１９に電気的に接続され、モータ１６の回転駆動を制御する。そして、モータ１６及びモータ制御装置２０によりモータシステム１が構成されている。
【００１３】
ステアリングホイール１１を操作すると、ステアリングホイール１１の回転力が、ステアリングシャフト１２、第２の自在継手Ｊ２、中間シャフトＭＳ、第１の自在継手Ｊ１、ピニオンシャフト１３およびピニオンギア１４を介してラックギア１５に伝達される。これにより、ラックギア１５が車両１００の車幅方向に直線運動する。ラックギア１５の両端は、一対の操向輪１０１ａ，１０１ｂを操舵する一対の操舵機構１０２ａ，１０２ｂと接続され、ラックギア１５が車幅方向に直線運動することで一対の操向輪１０１ａ，１０１ｂの向きを変えることができる。このとき、モータ制御装置２０は、操舵トルクセンサ１８からの出力信号ＳＴおよび車速センサ１９からの出力信号ＶＳＰを入力して、出力信号ＳＴおよび出力信号ＶＳＰに基づいてモータ１６を回転駆動し、車両１００の運転状態に応じた操舵補助力を発生させる。
【００１４】
（モータシステム）
図２は、モータシステム１の内部構成の一例を示す。モータ１６は、３相ブラシレスモータであり、ステータ（図示省略）と、ロータ１６Ｒと、を有している。ステータは、Ｕ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１、Ｗ相コイルＷ１の３相巻線からなる第１巻線組（複数のステータコイル）１６１、および、Ｕ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ２、Ｗ相コイルＷ３の３相巻線からなる第２巻線組１６２の互いに独立した２組の巻線組を含んでいる。ロータ１６Ｒは、ステータの中央部に回転可能に備えられた永久磁石回転子である。第１巻線組１６１および第２巻線組１６２は、互いに絶縁された状態でステータに巻き回され、磁気回路を共有している。
【００１５】
第１巻線組１６１におけるＵ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１、Ｗ相コイルＷ１は、それぞれの一端が中性点Ｎ１で電気的に接続されて、Ｙ結線がなされている。第２巻線組１６２におけるＵ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ２、Ｗ相コイルＷ３は、それぞれの一端が中性点Ｎ２で電気的に接続されて、Ｙ結線がなされている。
【００１６】
モータ制御装置２０には、車載バッテリＢから電力供給を受けてモータ１６の第１巻線組１６１に対する通電を制御する第１コントローラ３０と、車載バッテリＢから電力供給を受けて第２巻線組１６２の通電を制御する第２コントローラ４０と、が含まれている。
【００１７】
第１コントローラ３０および第２コントローラ４０は、それぞれ、プロセッサ３１，４１を含み、各プロセッサ３１，４１は、操舵トルクセンサ１８からの出力信号ＳＴおよび車速センサ１９からの出力信号ＶＳＰを入力する。そして、各プロセッサ３１，４１は、現在の操舵トルクおよび車速から必要となる操舵補助力（目標操舵補助力）を演算し、モータ１６が目標操舵補助力に応じた回転駆動力を発生するように、各巻線組１６１，１６２に対する通電を制御する。
【００１８】
より具体的には、第１コントローラ３０から第１巻線組１６１に対する通電量と第２コントローラ４０から第２巻線組１６２に対する通電量との比率である通電比率が５０％対５０％に予め設定されている。そして、第１コントローラ３０および第２コントローラ４０からの合計通電量によってモータ１６が目標操舵補助力に応じた回転駆動力を発生するように、各プロセッサ３１，４１は、各巻線組１６１，１６２に対する通電を制御する。
【００１９】
また、第１コントローラ３０のプロセッサ３１は、第１コントローラ３０および第１巻線組１６１を含む第１通電系統に異常（故障）が発生しているか否かを診断する異常診断機能を有している。同様に、第２コントローラ４０のプロセッサ４１は、第２コントローラ４０および第２巻線組１６２を含む第２通電系統に異常が発生しているか否かを診断する異常診断機能を有している。
【００２０】
第１コントローラ３０のプロセッサ３１と第２コントローラ４０のプロセッサ４１とは、通信線２０Ｌを介して直接通信可能に接続されている。第１コントローラ３０および第２コントローラ４０の一方のプロセッサが異常診断機能により通電系統に異常が発生していると診断した場合には、異常が発生していると診断したプロセッサは以下のようにする。すなわち、異常が発生していると診断したプロセッサは、対応する巻線組への通電を停止する制御を行うとともに、正常な他方のプロセッサに対して通信線２０Ｌを介して異常の発生を示す異常信号を送信する。異常信号を受信した正常な他方のプロセッサは、モータ１６が、操舵操作を可能にする操舵補助力に応じた回転駆動力を発生するように、強制的に通電比率を５０〜１００％のいずれかの所定値に設定して、対応する巻線組への通電を制御する。このように、モータシステム１は、モータ１６に対する通電系統として、第１通電系統および第２通電系統の２つを有することで、冗長設計がなされている。第１通電系統および第２通電系統の構成は同様であるので、以下、モータシステム１において、モータ１６の第１巻線組１６１及び第１コントローラ３０を含む第１通電系統について詳述する。
【００２１】
（第１通電系統）
図３は、モータシステム１における第１通電系統の構成例を示す回路図である。第１通電系統は、前述のように、第１コントローラ３０および第１巻線組１６１を含んでいる。第１コントローラ３０は、モータ１６の第１巻線組１６１への通電を制御するインバータ３２を有している。インバータ３２は、正極側給電線ＢＬ１を介して車載バッテリＢの正極と接続されて電力供給を受け、負極側給電線ＢＬ２を介して車載バッテリＢの負極と接続されるとともに、グランド接続がなされている。
【００２２】
第１コントローラ３０の正極側給電線ＢＬ１には、インバータ３２と車載バッテリＢとを接続するコイルＬの両端に、それぞれグランド接続された２つのコンデンサＣ１，Ｃ２を接続してなる平滑回路３３ａが設けられている。これにより、インバータ３２には、車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂから平滑回路３３ａを介してリップル電圧が低減された状態で電力が供給されるようになっている。また、第１コントローラ３０の正極側給電線ＢＬ１には、イグニッションスイッチＩＧＮを介して車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂを入力して、第１コントローラ３０の各部における必要電圧を出力する電源回路３３ｂが接続されている。
【００２３】
第１コントローラ３０の負極側給電線ＢＬ２には、インバータ３２とグランドとを接続するシャント抵抗Ｒの両端と、増幅器ＯＰの２つの入力端子と、を接続してなる電流検出回路３３ｃが設けられている。この電流検出回路３３ｃは、車載バッテリＢからモータ１６の第１巻線組１６１に供給された電流を検出する。増幅器ＯＰは、その出力端子から、シャント抵抗Ｒの両端の電位差に相当する電圧を検出電流値として出力する。
【００２４】
インバータ３２は、車載バッテリＢの正極側給電線ＢＬ１と負極側給電線ＢＬ２との間において、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームが並列に接続されて、３相ブリッジ回路を構成している。Ｕ相アームは、上アーム側のスイッチング素子Ｕ＋および下アーム側のスイッチング素子Ｕ−を直列接続して成る。Ｖ相アームは、上アーム側のスイッチング素子Ｖ＋および下アーム側のスイッチング素子Ｖ−を直列接続して成る。Ｗ相アームは、上アーム側のスイッチング素子Ｗ＋および下アーム側のスイッチング素子Ｗ−を直列接続して成る。
【００２５】
したがって、インバータ３２において、一端が中性点Ｎ１に接続されるＵ相コイルＵ１の他端は、Ｕ相アームのスイッチング素子Ｕ＋およびスイッチング素子Ｕ−の間に接続されている。また、一端が中性点Ｎ１に接続されるＶ相コイルＶ１の他端は、Ｖ相アームのスイッチング素子Ｖ＋およびスイッチング素子Ｖ−の間に接続されている。さらに、一端が中性点Ｎ１に接続されるＷ相コイルＷ１の他端は、Ｗ相アームのスイッチング素子Ｗ＋およびスイッチング素子Ｗ−の間に接続されている。
【００２６】
インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−は、それぞれ、その制御端子に制御信号を入力することでオン・オフ動作する半導体素子である。インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−では、モータ１６で生じた逆起電圧を車載バッテリＢに回生するための還流ダイオードＤが逆並列に接続されている。例えば、スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−として、制御信号が入力されるゲート電極を備えたＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）が用いられる。したがって、モータ１６で生じた逆起電圧は、ＭＯＳＦＥＴの製造過程でドレイン・ソース間に必然的に形成される寄生ダイオードを還流ダイオードＤとして、正極側給電線ＢＬ１を介して車載バッテリＢに回生される。
【００２７】
なお、インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−のオン状態とは、これらスイッチング素子を通して電流が流れる通電状態をいうものとする。また、インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−のオフ状態とは、これらスイッチング素子を介した電流の流れが遮断される遮断状態をいうものとする。後述のソリッドステートリレー、モータリレー等のスイッチング素子についても同様である。
【００２８】
第１コントローラ３０は、インバータ３２を駆動制御するプリドライバ３４を有している。プリドライバ３４は、インバータ３２の上アーム側スイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋をオン・オフ動作させる上アーム側プッシュプル回路を各相アームについて個々に有している。また、プリドライバ３４は、インバータ３２の下アーム側スイッチング素子Ｕ−，Ｖ−，Ｗ−をオン・オフ動作させる下アーム側プッシュプル回路を各相アームについて個々に有している。各プッシュプル回路の出力は、対応するスイッチング素子のゲート電極に入力される。以下、プリドライバ３４において、代表例として、Ｕ相アームのスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−をオン・オフ動作させる構成について説明する。そして、図中には、上アーム側スイッチング素子Ｕ＋をオン・オフ動作させる上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈと、下アーム側スイッチング素子Ｕ−をオン・オフ動作させる下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌと、を示す。
【００２９】
上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈは、互いに直列接続されたハイサイドスイッチング素子Ｈ＋およびローサイドスイッチング素子Ｈ−を有している。下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌは、直列接続されたハイサイドスイッチング素子Ｌ＋およびローサイドスイッチング素子Ｌ−を有している。本実施形態では、ハイサイドスイッチング素子Ｈ＋，Ｌ＋としてＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いるとともに、ローサイドスイッチング素子Ｈ−，Ｌ−としてＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いている。上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈでは、ハイサイドスイッチング素子Ｈ＋のドレイン電極とローサイドスイッチング素子Ｈ−のドレイン電極とインバータ３２の上アーム側スイッチング素子Ｕ＋におけるゲート電極とが相互に接続される。また、下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌでは、ハイサイドスイッチング素子Ｌ＋のドレイン電極とローサイドスイッチング素子Ｌ−のドレイン電極と下アーム側スイッチング素子Ｕ−におけるゲート電極とが相互に接続されている。
【００３０】
プリドライバ３４には、正極側給電線ＢＬ１と接続され、車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂを昇圧して、車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂよりも高い昇圧電圧を生成する昇圧回路３４２が含まれる。昇圧回路３４２は、例えば、コンデンサ、ダイオードおよびスイッチで構成されるチャージポンプ回路である。上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈでは、ハイサイドスイッチング素子Ｈ＋のソース電極は昇圧回路３４２と接続されて、ハイサイドスイッチング素子Ｈ＋のソース電圧を昇圧電圧としている。上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈのローサイドスイッチング素子Ｈ−のソース電極は、Ｕ相アームのスイッチング素子Ｕ＋およびスイッチング素子Ｕ−の間に接続されている。一方、下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌでは、ハイサイドスイッチング素子Ｌ＋のソース電極は、昇圧回路３４２ではなく、車載バッテリＢと接続されて、ハイサイドスイッチング素子Ｌ＋のソース電圧を車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂとしている。下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌのローサイドスイッチング素子Ｌ−のソース電極は、Ｕ相アームにおいて下アーム側スイッチング素子Ｕ−のソース電極と接続されている。
【００３１】
上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈのハイサイドスイッチング素子Ｈ＋におけるソース電極を昇圧回路３４２と接続しているのは、以下の理由による。すなわち、仮に、上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈからインバータ３２の上アーム側スイッチング素子Ｕ＋におけるゲート電極へ出力される制御信号が車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂ以下であるとする。このとき、モータ１６の駆動状態によっては上アーム側スイッチング素子Ｕ＋のソース電圧が上昇して、上アーム側スイッチング素子Ｕ＋におけるゲート−ソース間電圧が上アーム側スイッチング素子Ｕ＋の閾値電圧を超えないことがあるからである。
【００３２】
プリドライバ３４において、上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈのハイサイドスイッチング素子Ｈ＋およびローサイドスイッチング素子Ｈ−の両ゲート端子は駆動回路３４３Ｈと接続されている。また、下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌのローサイドスイッチング素子Ｌ−およびローサイドスイッチング素子Ｌ−の両ゲート端子は駆動回路３４３Ｌと接続されている。さらに、プリドライバ３４において、駆動回路３４３Ｈ，３４３Ｌは論理回路３４４と接続され、論理回路３４４は、プロセッサ３１から出力されたモータ制御信号に基づいて、駆動回路３４３Ｈ，３４３Ｌを制御するための駆動信号を生成する。
【００３３】
駆動回路３４３Ｈは、論理回路３４４から出力される駆動信号に応じて、上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈのハイサイドスイッチング素子Ｈ＋またはローサイドスイッチング素子Ｈ−のいずれか一方をオン状態にする。これにより、上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈから上アーム側スイッチング素子Ｕ＋のゲート電極には、昇圧電圧または上アーム側スイッチング素子Ｕ＋のソース電圧が出力され、上アーム側スイッチング素子Ｕ＋のオン・オフ動作が制御される。
【００３４】
同様に、駆動回路３４３Ｌは、論理回路３４４から出力される駆動信号に応じて、下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌのハイサイドスイッチング素子Ｌ＋またはローサイドスイッチング素子Ｌ−のいずれか一方をオン状態にする。これにより、下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌから下アーム側スイッチング素子Ｕ−のゲート電極には、車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂまたはグランド電圧が出力され、下アーム側スイッチング素子Ｕ−のオン・オフ動作が制御される。
【００３５】
第１コントローラ３０は、電源リレー３５、モータリレー３６および自己遮断リレー３３ｄを有している。電源リレー３５は、車載バッテリＢとインバータ３２との間の正極側給電線ＢＬ１に設けられ、車載バッテリＢが極性を反対にして誤接続される逆接状態での短絡電流を遮断する第１ソリッドステートリレー（以下、「ＳＳＲ１」という）と、第１コントローラ３０の異常時に第１巻線組１６１への通電を停止する第２ソリッドステートリレー（以下、「ＳＳＲ２」という）と、を有している。ＳＳＲ１およびＳＳＲ２は、この順番でインバータ３２から車載バッテリＢに向けて配置されて直列接続されている。
【００３６】
ＳＳＲ１およびＳＳＲ２は、それぞれ可動接点部を有さない無接点リレーであり、例えば、サイリスタ、トライアック、ダイオード、トランジスタ等、半導体スイッチング素子を使用して構成される。ＳＳＲ１およびＳＳＲ２としては、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いることができる。この場合、ＳＳＲ１のソース電極とＳＳＲ２のソース電極が接続され、ＳＳＲ１のドレイン電極は平滑回路３３ａを介してインバータ３２と接続され、ＳＳＲ２のドレイン電極は車載バッテリＢの正極と接続される。したがって、ＳＳＲ１の寄生ダイオードＤ１は、車載バッテリＢの正極からインバータ３２へ向かう方向を順方向とする第１のダイオードをなし、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２は、インバータ３２から車載バッテリＢの正極へ向かう方向を順方向とする第２のダイオードをなす。
【００３７】
第１コントローラ３０により第１巻線組１６１へ通電する場合には、ＳＳＲ１およびＳＳＲ２はオン状態にされる。一方、第１コントローラ３０の故障時に第１巻線組１６１への通電を停止する場合には、ＳＳＲ２はオフ状態にされ、かつ、ＳＳＲ１はオン状態に維持される。これは、第１コントローラ３０が第１巻線組１６１へ通電を行わない場合でも、モータ１６に加わる外部からの回転力や、第２コントローラ４０から第２巻線組１６２への通電（図２参照）によってモータ１６に発生する逆起電圧を、ＳＳＲ１のチャネル部とＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２を介して車載バッテリＢへ回生させるためである。
【００３８】
また、車載バッテリＢが逆接状態となった場合、電源リレー３５がＳＳＲ２のみで構成されていると、車載バッテリＢ、グランド、インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−における還流ダイオードＤ、および、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２を介した閉回路が形成されて短絡電流が流れてしまう。これに対し、ＳＳＲ２とインバータ３２との間に電源リレー３５としてＳＳＲ１を追加することによって、車載バッテリＢの逆接状態における短絡電流を遮断できるようになっている。
【００３９】
モータリレー３６は、モータ１６の各相コイルへの通電を遮断するものであり、第１巻線組１６１とインバータ３２との間に設けられている。モータリレー３６は、モータ１６において、Ｕ相モータリレーＭＲｕ、Ｖ相モータリレーＭＲｖおよびＷ相モータリレーＭＲｗの３つのリレーを有している。Ｕ相モータリレーＭＲｕは中性点Ｎ１とＵ相コイルＵ１との間に設けられ、Ｖ相モータリレーＭＲｖは中性点Ｎ１とＶ相コイルＶ１との間に設けられ、Ｗ相モータリレーＭＲｗは中性点Ｎ１とＷ相コイルＷ１との間に設けられている。
【００４０】
モータリレー３６は、ＳＳＲ１およびＳＳＲ２と同様に、可動接点部を有さない無接点リレーであり、半導体スイッチング素子を使用して構成される。モータリレー３６としては、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いることができ、この場合、各リレーのソース電極が中性点Ｎ１で互いに接続される。したがって、Ｕ相モータリレーＭＲｕの寄生ダイオードＤｕ、Ｖ相モータリレーＭＲｖの寄生ダイオードＤｖおよびＷ相モータリレーＭＲｗの寄生ダイオードＤｗは、それぞれ、アノードが中性点Ｎ１側に配置され、中性点Ｎ１から各相コイルへ向かう方向を順方向とする第３のダイオードをなす。
【００４１】
自己遮断リレー３３ｄは、イグニッションスイッチＩＧＮと並列に、正極側給電線ＢＬ１と電源回路３３ｂとの間を接続し、プロセッサ３１からの制御信号に応じて、オン・オフ動作するように構成されている。自己遮断リレー３３ｄのオン状態では、車載バッテリＢからの電源電圧Ｖｂが電源回路３３ｂへ入力される一方、自己遮断リレー３３ｄのオフ状態では、車載バッテリＢからの電源電圧Ｖｂが遮断される。
【００４２】
前述のプリドライバ３４における論理回路３４４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等の演算処理装置であるプロセッサ３１と接続されている。プロセッサ３１は、電源回路３３ｂからの出力電圧を電源として動作する。プロセッサ３１は、前述の異常診断機能を実行する異常診断部３１１を有する他、プリドライバ制御部３１２及びリレー制御部３１３を有している。
【００４３】
プリドライバ制御部３１２は、プリドライバ３４の論理回路３４４へ出力するためのモータ制御信号を演算する。モータ制御信号は、プロセッサ３１において前述のように演算した目標操舵補助力に応じた回転駆動力（駆動電流）を発生するように、各種信号に基づいて演算される。各種信号には、電流検出回路３３ｃの増幅器ＯＰからの出力信号、モータ１６のロータ１６Ｒ（図２参照）の磁極位置を検出する磁極位置センサ３３ｅからの出力信号が含まれる。図中では、モータ制御信号として、パルス幅を変調させるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号が例示されている。かかるＰＷＭ信号によって、スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−のオン・オフ時間比率を規定するデューティを変化させて、モータ１６の相電流を変化させている。
【００４４】
リレー制御部３１３は、電源リレー３５、モータリレー３６および自己遮断リレー３３ｄを制御する。より具体的には、リレー制御部３１３は、リレードライバ３７を介して電源リレー３５およびモータリレー３６の各スイッチング素子の制御端子に制御信号を出力する。リレードライバ３７は、電源リレー３５のＳＳＲ１を駆動する第１リレードライバ３７１、電源リレー３５のＳＳＲ２を駆動する第２リレードライバ３７２、および、モータリレー３６を駆動する第３リレードライバ３７３を有している。
【００４５】
また、リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されたことを検知できるように構成されている。これにより、リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮのオフ操作を検知したときに自己遮断リレー３３ｄのオン状態を継続して、電源回路３３ｂからプロセッサ３１等への電源供給を継続するようにしている。そして、リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮのオフ操作を検知してから所定時間Ｔoffが経過した後に自己遮断リレー３３ｄをオフ状態にする。
【００４６】
（リレー制御処理）
図４は、イグニッションスイッチＩＧＮのオン操作により、電源回路３３ｂからプロセッサ３１に対して電源供給が開始されたことを契機として、プロセッサ３１において実行されるリレー制御処理の一例を示す。なお、図５の例示的なタイミングチャートにおいて、イグニッションスイッチＩＧＮのオン操作は時刻ｔ０で行われる。以下、図５のタイミングチャートを参照しつつ、図４のリレー制御処理について説明する。
【００４７】
ステップＳ１（図中では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ１において、第１リレードライバ３７１に対してＳＳＲ１をオン状態にする制御信号を出力する（ＳＳＲ１のオン制御）。これにより、ＳＳＲ１はターンオンの遅延時間等により時刻ｔ２でオン状態となる。
【００４８】
イグニッションスイッチＩＧＮのオン操作時に、ＳＳＲ１、ＳＳＲ２、モータリレー３６のうち、ＳＳＲ１を最初にオン状態とする理由は、以下の通りである。すなわち、ＳＳＲ１がオン状態となっていない場合には、モータ１６にインバータ３２を介して通電する前にロータ１６Ｒが外力によって回転していると、モータ１６に発生する逆起電圧が、ＳＳＲ１のチャネル部を介して車載バッテリＢに回生されない。このため、例えば、モータ１６に発生した逆起電圧が、プリドライバ３４におけるハイサイドスイッチング素子Ｈ＋，Ｌ＋の寄生ダイオードＤＨを介して昇圧回路３４２を損傷する等、プリドライバ３４を損傷させるおそれがある。そこで、リレー制御部３１３は、ＳＳＲ１を可及的速やかにオン状態とすることで、モータ１６の逆起電圧を、インバータ３２におけるスイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋の還流ダイオードＤ、ＳＳＲ１のチャネル部及びＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２を介して、車載バッテリＢへ回生できるようにしている。これにより、プリドライバ３４が損傷する可能性を低減している。
【００４９】
ステップＳ１の実行によりＳＳＲ１がオン状態になっても、時刻ｔ５まではモータリレー３６はオフ状態である。このとき、ロータ１６Ｒが外力によって回転していると、第１巻線組１６１の各相コイルには逆起電圧が発生する。例えば、Ｕ相コイルＵ１の逆起電圧がＵ相コイルＵ１よりも中性点Ｎ１側で正となり、Ｖ相コイルＶ１の逆起電圧がＶ相コイルＶ１よりも中性点Ｎ１側で負となり、Ｗ相コイルＷ１の逆起電圧がＷ相コイルＷ１よりも中性点Ｎ１側で負となる。しかし、逆起電圧によりグランドから寄生ダイオードＤおよびＶ相コイルＶ１を介して中性点Ｎ１に向かう電流は、寄生ダイオードＤｖで遮断される。また、逆起電圧によりグランドから寄生ダイオードＤおよびＷ相コイルＷ１を介して中性点Ｎ１に向かう電流は、寄生ダイオードＤｗで遮断される。したがって、モータリレー３６の寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗによって、モータ１６が実質的に発電機として作動することが阻害される。
【００５０】
なお、モータ１６にインバータ３２を介して通電する前にロータ１６Ｒが外力によって回転する場合としては以下のような状況が想定される。例えば、整備工場等において車両１００をリフトアップした状態でステアリングホイール１１を回転させているときに、イグニッションスイッチＩＧＮをオン操作する状況が想定される。
【００５１】
ステップＳ２では、リレー制御部３１３がＳＳＲ１のオン制御から所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。ここで、所定時間Ｔ１は、ＳＳＲ１のオン制御を行う時刻ｔ１からＳＳＲ１が実際にオン状態となる時刻ｔ２までの時間より長く、かつ、モータ１６の逆起電力が、ＳＳＲ１を介して車載バッテリＢに回生されてプリドライバ３４を損傷させない電圧に低下するまでの推定時間である。所定時間Ｔ１は予めＲＯＭ（Read Only Memory）等に記憶されている。モータ１６の逆起電圧が車載バッテリＢに回生されてプリドライバ３４を損傷させないレベルまで低下していると推定できる基準の一例として、ＳＳＲ１とインバータ３２との間の正極側給電線ＢＬ１の電圧が車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂと等しくなっていることがあげられる。
【００５２】
そして、ステップＳ２において、リレー制御部３１３は、ＳＳＲ１のオン制御から所定時間Ｔ１が経過したと判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ３へ進める一方、ＳＳＲ１のオン制御から所定時間Ｔ１が経過していないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ２を再度行う。
【００５３】
ステップＳ３では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ３において、第３リレードライバ３７３に対してモータリレー３６をオン状態にする制御信号を出力する（ＭＲのオン制御）。これにより、モータリレー３６はターンオンの遅延時間等により時刻ｔ５でオン状態となる。
【００５４】
モータリレー３６がオン状態となると、モータ１６と車載バッテリＢとの間に、第１巻線組１６１から始まって再び第１巻線組１６１へ戻る閉回路が形成される。この閉回路は、上アーム側スイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋の寄生ダイオードＤ、ＳＳＲ１のチャネル部、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２、車載バッテリＢ、グランドおよび下アーム側スイッチング素子Ｕ−，Ｖ−，Ｗ−の寄生ダイオードＤを通る回路である。モータ１６のロータ１６Ｒが外力によって回転していると、モータ１６が実質的に発電機として作動する。モータ１６の発電による電流は、インバータ３２におけるスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−の還流ダイオードＤ、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２およびモータリレー３６の寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗを継続的に流れる。したがって、還流ダイオードＤ、寄生ダイオードＤ２および寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗの順方向電圧によっては発熱が過大となって、スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−、ＳＳＲ２およびモータリレー３６を損傷させるおそれがある。このため、モータリレー３６がオン状態となる時刻ｔ５は、モータ１６が実質的に発電機として作動する時間を短縮すべく、ＳＳＲ１がオン状態となる時刻ｔ２後の以下のタイミングとなるように設定される。すなわち、時刻ｔ５は、プリドライバ制御部３１２からのモータ制御信号の出力により第１巻線組１６１に対する通電が開始されるタイミング（図５の時刻ｔpwm）と同時またはこれにできるだけ近くなるように設定される。
【００５５】
ステップＳ４では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ４において、第２リレードライバ３７２に対してＳＳＲ２をオン状態にする制御信号を出力する（ＳＳＲ２のオン制御）。これにより、ＳＳＲ２はターンオンの遅延時間等により時刻ｔ６においてオン状態となる。このとき、インバータ３２（すなわちスイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋のドレイン電極）には、車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂが印加される。
【００５６】
ここで、リレー制御部３１３がＳＳＲ２をオン状態にする制御信号を出力する時刻ｔ４について説明する。イグニッションスイッチＩＧＮがオン操作されて、電源回路３３ｂからプロセッサ３１へ電源供給が開始されると、プロセッサ３１の異常診断部３１１において、第１通電系統に異常が発生しているか否かを診断する異常診断機能の実行が開始される。仮に、同一相の上アーム側スイッチング素子（例えばＵ＋）および下アーム側スイッチング素子（例えばＵ−）が短絡故障した状態でＳＳＲ２がオン状態となっていると、過大な電流が車載バッテリＢから第１通電系統を介してグランドへ流れるおそれがある。あるいは、ＳＳＲ２とインバータ３２との間における正極側給電線ＢＬ１に地絡が発生した状態でＳＳＲ２がオン状態となっていると、過大な電流が車載バッテリＢから第１通電系統を介してグランドへ流れるおそれがある。このため、リレー制御部３１３がＳＳＲ２をオン状態にする制御信号を出力する時刻ｔ４は、異常診断部３１１による最初の診断が終了した後に設定される。そして、リレー制御部３１３は、時刻ｔ４において、異常診断部３１１による診断結果に応じてＳＳＲ２をオン状態にするか否かを決定する。これにより、第１通電系統に異常が発生している場合に、過大な電流が車載バッテリＢから第１通電系統を介してグランドへ流れることを抑制している。
【００５７】
ステップＳ１〜Ｓ４により、リレー制御部３１３が、ＳＳＲ１、モータリレー３６およびＳＳＲ２をオン状態にした後、プリドライバ制御部３１２は、モータ制御信号をプリドライバ３４へ出力して、モータ１６の第１巻線組１６１に対する通電を制御する。モータ制御信号は、前述のように、例えば、Ｕ相のモータ制御信号としてのＵ相ＰＷＭ信号、Ｖ相のモータ制御信号としてのＶ相ＰＷＭ信号およびＷ相のモータ制御信号としてのＷ相ＰＷＭ信号である。
【００５８】
ステップＳ５では、リレー制御部３１３が、異常診断フラグＦが異常を示すものであるか否かを判定する。異常診断フラグＦは、プロセッサ３１の異常診断部３１１が所定のタイミングで異常診断機能を実行したときに、診断の結果、第１通電系統の状態として記憶される状態フラグであり、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の書き込み可能なメモリに記憶される。例えば、異常診断部３１１が第１通電系統に異常が発生していると診断した場合には異常診断フラグＦの値を１に設定する一方、第１通電系統が正常であると診断した場合には異常診断フラグＦの値を零に設定する。そして、リレー制御部３１３は、異常診断フラグＦが異常を示す値（例えば１）であると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ６へ進める。一方、リレー制御部３１３は、異常診断フラグＦが正常を示す値（例えば零）であると判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ１０へ進める。
【００５９】
なお、ステップＳ５において異常診断フラグＦが異常を示す値であると判定された場合、プリドライバ制御部３１２は、プリドライバ３４に対してモータ制御信号（Ｕ相ＰＷＭ信号、Ｖ相ＰＷＭ信号、Ｗ相ＰＷＭ信号）の出力を停止する。これにより、インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−をオフ状態にしている。これは、後述するステップにおいて、イグニッションスイッチＩＧＮをオフ操作したと判定された場合も同様である。
【００６０】
ステップＳ６では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ７において、第２リレードライバ３７２に対してＳＳＲ２をオフ状態にする制御信号（オフ指令）を出力する（ＳＳＲ２のオフ制御）。これにより、ＳＳＲ２はターンオフの遅延時間等により時刻ｔ９でオフ状態となる。時刻ｔ９においてＳＳＲ２が最初にオフ状態となることで、異常診断部３１１により異常と診断された第１通電系統による通電を可及的速やかに停止し、過大な電流が車載バッテリＢからインバータ３２を介してグランドへ流れることを抑制している。
【００６１】
過大な電流が流れる場合としては、ステップＳ５において異常診断フラグＦが異常を示す値であると判定されてからモータ制御信号の出力を停止するまでの時間が長くなることで発生する以下の状況が考えられる。例えば、ある１相のアームにおいて、一方のスイッチング素子（例えばＵ＋）が短絡故障しているときに、他方のスイッチング素子（例えばＵ−）がＰＷＭ信号によってオン状態となってアーム短絡が発生する状況が考えられる。また、ある１相のコイル（例えばＵ相コイルＵ１）とインバータ３２の対応相のアーム（Ｕ相アーム）との間における通電線に地絡が発生しているときに、地絡が発生している相の上アーム側スイッチング素子がＰＷＭ信号によってオン状態となる状況が考えられる。
【００６２】
ステップＳ７では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ８において、第３リレードライバ３７３に対してモータリレー３６をオフ状態にする制御信号（オフ指令）を出力する（ＭＲのオフ制御）。これにより、モータリレー３６はターンオフの遅延時間等により時刻ｔ１０でオフ状態となる。
【００６３】
モータリレー３６がオン状態では、モータ１６と車載バッテリＢとの間に前述の閉回路が形成され、モータ１６のロータ１６Ｒが外力によって回転していると、モータ１６が実質的に発電機として作動する。モータ１６の発電による電流は、インバータ３２におけるスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−の還流ダイオードＤ、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２およびモータリレー３６の寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗを継続的に流れる。したがって、還流ダイオードＤ、寄生ダイオードＤ２および寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗの順方向電圧によっては発熱が過大となって、スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−、ＳＳＲ２およびモータリレー３６を損傷させるおそれがある。このため、ＳＳＲ１よりも先にモータリレー３６をオフ状態にして、モータ１６が実質的に発電機として作動する時間を短縮している。
【００６４】
時刻ｔ１０以降は、モータリレー３６がオフ状態となるが、ＳＳＲ１は未だオフ状態にされていない。このため、ロータ１６Ｒが外力によって回転していても、モータ１６に発生する逆起電圧は、スイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋の還流ダイオードＤ、ＳＳＲ１のチャネル部及びＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２を介して車載バッテリＢに回生される。これにより、プリドライバ３４が損傷する可能性を低減している。
【００６５】
また、時刻ｔ１０以降においてモータリレー３６がオフ状態のときに、ロータ１６Ｒが外力によって回転していても、前述した、モータリレー３６がオン状態となる時刻ｔ５までと同様に、モータリレー３６の寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗによって、モータ１６が実質的に発電機として作動することが阻害される。
【００６６】
ステップＳ８では、リレー制御部３１３が、ＳＳＲ２のオフ制御から所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定する。ここで、所定時間Ｔ２は、ＳＳＲ２のオフ制御を行う時刻ｔ７からＳＳＲ２が実際にオフ状態となる時刻ｔ９までの時間より長い時間である。これに加えて、所定時間Ｔ２は、ＳＳＲ２のオフ制御を行う時刻ｔ７からモータ１６の逆起電力がプリドライバ３４を損傷させないレベルまで低下すると推定される時刻ｔ１１までの時間である。所定時間Ｔ２は予めＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されている。モータ１６の逆起電力がプリドライバ３４を損傷させないレベルまで低下していると推定できる基準の一例として、ＳＳＲ１とインバータ３２との間の正極側給電線ＢＬ１の電位が車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂと等しくなっていることがあげられる。
【００６７】
ただし、異常診断フラグＦの値が異常を示す値である場合に、第１コントローラ３０を介して第１巻線組１６１へ供給されていた電力を遮断しつつ、第２コントローラ４０を介して第２巻線組１６２へ電力を供給して操舵補助力を発生させることが想定される。これはロータ１６Ｒを継続的に回転させることを意味する。この場合においても、モータ１６に発生する逆起電圧がＳＳＲ１のチャネル部を介して車載バッテリＢへ回生されるようにする必要がある。したがって、ステップＳ８を実行するときに、異常診断フラグＦの値が異常を示す値（例えば１）である場合には、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されてから所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定してもよい。
【００６８】
そして、ステップＳ８において、リレー制御部３１３は、所定時間Ｔ２が経過したと判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ９へ進める一方、所定時間Ｔ２が経過していないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ８を再度行う。
【００６９】
ステップＳ９では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ１１において、第１リレードライバ３７１に対してＳＳＲ１をオフ状態にする制御信号（オフ指令）を出力する（ＳＳＲ１のオフ制御）。これにより、ＳＳＲ１はターンオフの遅延時間等により時刻ｔ１２でオフ状態となる。
【００７０】
ステップＳ１０では、リレー制御部３１３が、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されたか否かを判定する。リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されたと判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ６へ進める。そして、リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮのオフ操作から所定時間Ｔoffが経過するまで、自己遮断リレー３３ｄをオン状態にして、電源回路３３ｂからプロセッサ３１及びプリドライバ３４への電源供給を継続する。所定時間Ｔoffは、ステップＳ６〜Ｓ９を実行するのに十分な時間である。一方、リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されていないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ５へ戻る。なお、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されたと判定した後のタイミングチャートは、図５のタイミングチャートにおける異常発生後と略同様であるので図示を割愛する。
【００７１】
このような第１実施形態に係るモータシステム１によれば、車載バッテリＢからインバータ３２への電力供給を遮断するとき、ＳＳＲ１をオン状態としつつＳＳＲ２をオフ状態としている。これは、外力に起因したロータ１６Ｒの回転によってモータ１６に逆起電圧が発生しても、これによる電流を車載バッテリＢへ回生できるようにするためである。そして、ＳＳＲ１をオフ状態とする前にモータリレー３６をオフ状態にしている。これにより、モータ１６と車載バッテリＢとの間に形成される閉回路が遮断されて、モータ１６が実質的に発電機として作動する時間を短縮している。したがって、モータ１６の発電による電流が、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２やインバータ３２におけるスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ−，Ｖ＋，Ｖ−，Ｗ＋，Ｗ−の寄生ダイオードＤを継続的に流れなくなる。このため、ＳＳＲ１やインバータ３２の半導体スイッチング素子の耐久性に影響を与えにくくなり、ひいてはモータシステム１の耐久性が向上する。
【００７２】
また、モータリレー３６をオフ状態にしてモータ１６と車載バッテリＢとの間に形成される閉回路が遮断されることで、ロータ１６Ｒの回転を阻害する電気ブレーキが作動しなくなる。このため、第１通電系統の異常時に、第１巻線組１６１へ供給されていた電力を遮断しつつ、第２巻線組１６２へ電力を供給して操舵補助力を発生させる場合に、操舵補助力の低下ひいては走行安定性の低下を抑制できる。
【００７３】
さらに、モータリレー３６をオフ状態にした後も、ＳＳＲ１はＳＳＲ２のオフ制御から、あるいはイグニッションスイッチＩＧＮのオフ操作から所定時間Ｔ２が経過するまではオン状態に維持されている。このため、モータ１６に発生した逆起電圧は、ＳＳＲ１のチャネル部及びＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２を介して車載バッテリＢへ回生される。したがって、モータ１６に発生した逆起電圧が、プリドライバ３４を損傷する可能性を低減できる。
【００７４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係るモータシステムのうち、第１実施形態と異なる構成について説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付すことでその説明を省略又は簡潔にする。以下の実施形態においても同様である。
【００７５】
図６は、第２実施形態に係るモータシステムの一例を示す。第２実施形態に係るモータシステム１Ａは、第１実施形態のモータシステム１と同様に、第１通電系統が、第１巻線組１６１および第１コントローラ３０Ａを含んでいる。第１コントローラ３０Ａは、リレードライバ３７Ａとして、電源リレー３５のＳＳＲ１を駆動する第１リレードライバ３７１と、電源リレー３５のＳＳＲ２およびモータリレー３６を駆動する第２リレードライバ３７２Ａと、を有している。
【００７６】
ＳＳＲ２およびモータリレー３６を駆動するリレードライバの共通化は、ＳＳＲ２およびモータリレー３６のオン制御・オフ制御を同時に行っても、ＳＳＲ２およびモータリレー３６が実際にオン状態・オフ状態となるタイミングが、図５のようになる場合に有効である。
【００７７】
図７は、図４の第１実施形態に係るリレー制御処理と異なる部分を示している。プロセッサ３１Ａのリレー制御部３１３Ａは、ステップＳ２においてリレー制御部３１３ＡがＳＳＲ１のオン制御から所定時間Ｔ１が経過したと判定した場合に、図７（ａ）のステップＳ３Ａを実行する。すなわち、リレー制御部３１３Ａは、ステップＳ３Ａにおいて、第２リレードライバ３７２Ａに対して、ＳＳＲ２およびモータリレー３６をオン状態にする制御信号を出力する（ＳＳＲ２およびＭＲのオン制御）。そして、リレー制御部３１３Ａは、処理をステップＳ５へ進める。また、リレー制御部３１３Ａは、ステップＳ５において異常診断フラグＦが異常を示す値であると判定した場合に、または、ステップＳ１０においてイグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されたと判定した場合に、図７（ｂ）のステップＳ６Ａを実行する。すなわち、リレー制御部３１３Ａは、ステップ６Ａにおいて、第２リレードライバ３７２Ａに対して、ＳＳＲ２およびモータリレー３６をオン状態にする制御信号を出力する（ＳＳＲ２およびＭＲのオン制御）。そして、リレー制御部３１３Ａは、処理をステップＳ７へ進める。
【００７８】
このような第２実施形態に係るモータシステム１Ａでは、電源リレー３５のＳＳＲ２およびモータリレー３６を駆動するリレードライバを第２リレードライバ３７２Ａで共通化している。したがって、モータシステム１Ａによれば、第１実施形態と同様の効果を奏するだけでなく、リレー制御部３１３Ａから出力される制御信号が減少して制御処理を簡素化するとともに、第１コントローラ３０Ａにおける基板実装面積を縮小することができる。
【００７９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係るモータシステムのうち、第１実施形態と異なる構成について説明する。図８は、第３実施形態に係るモータシステムの一例を示す。第３実施形態に係るモータシステム１Ｂは、第１実施形態のモータシステム１と同様に、第１通電系統が、第１巻線組１６１および第１コントローラ３０Ｂを含んでいる。
【００８０】
モータリレー３６Ｂは、第１実施形態のモータリレー３６と異なり、第１巻線組１６１とインバータ３２との間に設けられている。モータリレー３６Ｂは、Ｕ相モータリレーＭＲｕＢ、Ｖ相モータリレーＭＲｖＢおよびＷ相モータリレーＭＲｗＢの３つのリレーを有している。Ｕ相モータリレーＭＲｕＢはＵ相コイルＵ１とインバータ３２との間に設けられ、Ｖ相モータリレーＭＲｖＢはＶ相コイルＶ１とインバータ３２との間に設けられ、Ｗ相モータリレーＭＲｗＢはＷ相コイルＷ１とインバータ３２との間に設けられている。
【００８１】
モータリレー３６Ｂがオフ状態であるとき、ロータ１６Ｒが外力によって回転していると、第１巻線組１６１の各相コイルには逆起電圧が発生する。例えば、Ｕ相コイルＵ１の逆起電圧がＵ相コイルＵ１よりもインバータ３２側で正となり、Ｖ相コイルＶ１の逆起電圧がＶ相コイルＶよりもインバータ３２側で負となり、Ｗ相コイルＷ１の逆起電圧がＷ相コイルＷ１よりもインバータ３２側で負となる。しかし、逆起電圧によりグランドから寄生ダイオードＤおよびＶ相コイルＶ１を介して中性点Ｎ１に向かう電流は寄生ダイオードＤｖＢで遮断される。また、逆起電圧によりグランドから寄生ダイオードＤおよびＷ相コイルＷ１を介して中性点Ｎ１に向かう電流は寄生ダイオードＤｗＢで遮断される。
【００８２】
したがって、第３実施形態のモータシステム１Ｂによれば、第１実施形態と同様に、モータリレー３６Ｂがオフ状態であるときに、モータリレー３６Ｂの寄生ダイオードＤｕＢ，ＤｖＢ，ＤｗＢによって、モータ１６が実質的に発電機として作動することが阻害される。
【００８３】
なお、第１〜第３実施形態において、モータシステム１，１Ａ，１Ｂでは、所定の場合に、プリドライバ制御部３１２は、プリドライバ３４に対してモータ制御信号（Ｕ相ＰＷＭ信号、Ｖ相ＰＷＭ信号、Ｗ相ＰＷＭ信号）の出力を停止するものであった。所定の場合とは、ステップＳ５において異常診断フラグＦが異常を示す値であると判定された場合、あるいは、ステップＳ１０においてイグニッションスイッチＩＧＮをオフ操作したと判定された場合である。これに代えて、プリドライバ制御部３１２は、ステップＳ５またはステップＳ１０を実行するときから、モータリレー３６がオフ状態となるまでの間、以下のようにすることができる。すなわち、プリドライバ制御部３１２は、モータ１６で発生した逆起電力が、車載バッテリＢからモータ１６の第１巻線組１６１へ供給される供給電力を上回らないように、プリドライバ３４に対してモータ制御信号を出力することができる。これにより、モータ１６の逆起電力による電流がプリドライバ３４へ流入することを抑制できる。
【００８４】
例えば、プリドライバ制御部３１２は、電流検出回路３３ｃの増幅器ＯＰからの出力信号に基づいて、車載バッテリＢからモータ１６の第１巻線組１６１に供給される電流が零アンペアとなるように、プリドライバ３４に対してモータ制御信号を出力することができる。
【００８５】
第１〜第３実施形態では、一例として、ステップＳ３により時刻ｔ３にモータリレー３６のオン制御を行うと時刻ｔ５に実際にオン状態になり、ステップＳ４により時刻ｔ４にＳＳＲ２のオン制御を行うと時刻ｔ６に実際にオン状態となるものとして説明している。しかし、モータリレー３６がオン状態になってからモータ１６が実質的に発電機として作動し得る時間中の逆起電圧の影響や、異常診断部３１１による最初の診断が終了するタイミングを考慮して、以下のようにしてもよい。すなわち、モータリレー３６およびＳＳＲ２がオン状態になるタイミングを同時にするか、あるいは順番を逆にしてもよい。また、モータリレー３６およびＳＳＲ２が実際にオン状態となるタイミングや、モータリレー３６およびＳＳＲ２の半導体スイッチング素子のターンオン遅延時間等を考慮して、以下のようにしてもよい。すなわち、モータリレー３６およびＳＳＲ２のオン制御を行うタイミングを同時にするか、あるいは順番を逆にしてもよい。
【００８６】
また、第１〜第３実施形態では、一例として、ステップＳ６により時刻ｔ７にＳＳＲ２のオフ制御を行うと時刻ｔ９に実際にオフ状態となり、ステップＳ７により時刻ｔ８にモータリレー３６のオフ制御を行うと時刻ｔ１０に実際にオフ状態となるものとしている。しかし、モータリレー３６がオン状態であるときにモータ１６が実質的に発電機として作動し得る時間中の逆起電圧の影響や、モータ制御信号の出力停止タイミングの遅延による影響を考慮して、以下のようにしてもよい。すなわち、モータリレー３６およびＳＳＲ２がオフ状態になるタイミングを同時にするか、あるいは順番を逆にしてもよい。また、モータリレー３６およびＳＳＲ２が実際にオフ状態となるタイミングや、モータリレー３６およびＳＳＲ２の半導体スイッチング素子のターンオフ遅延時間等を考慮して、以下のようにしてもよい。すなわち、モータリレー３６およびＳＳＲ２のオフ制御を行うタイミングを同時にするか、あるいは順番を逆にしてもよい。
【００８７】
異常診断部３１１が、第１通電系統における異常発生箇所を、インバータ３２、プリドライバ３４およびモータ１６（第１巻線組１６１）の中から特定できるように構成されている場合、以下のようにすることができる。すなわち、異常診断部３１１は、ＳＳＲ１、ＳＳＲ２およびモータリレー３６をオン状態またはオフ状態にするタイミングを、異常発生箇所に応じて設定することができる。
【００８８】
例えば、異常診断部３１１が、インバータ３２に異常が発生していると診断した場合には、前述のように、ステップＳ７によりモータリレー３６をオフ状態にした後にステップＳ９によりＳＳＲ１をオフ状態にする。これにより、インバータ３２の異常時に、車載バッテリＢから、インバータ３２における上アーム側スイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋、第１巻線組１６１および下アーム側スイッチング素子Ｕ−，Ｖ−，Ｗ−を通ってグランドへ流れる可能性のある貫通電流を遮断して安全性の向上を図ることができる。一方、異常診断部３１１が、第１通電系統のうちインバータ３２以外に異常が発生したと診断した場合には、ＳＳＲ１およびＳＳＲ２よりも先に、モータリレー３６をオフ状態にする。モータリレー３６を確実にオフ状態にできる状況では、ＳＳＲ２よりも先にモータリレー３６をオフ状態とすることで、安全性の向上を図ることができる。
【００８９】
第１〜第３実施形態において、ステップＳ３においてモータリレー３６をオン制御するタイミングは、ＳＳＲ１をオン制御してから所定時間Ｔ１が経過したか否かによって判定していた（ステップＳ２）。これに代えて、モータリレー３６をオン制御するタイミングは、モータ１６により発生した逆起電圧に応じて判定することができる。モータ１６により発生した逆起電圧としては、インバータ３２とＳＳＲ２との間の正極側給電線ＢＬ１における電圧の検出値を用いることができる。あるいは、モータ１６により発生した逆起電圧としては、磁極位置センサ３３ｅの出力信号からロータ１６Ｒの回転速度を演算し、この回転速度に基づいて推定された推定逆起電圧値を用い得る。同様に、ステップＳ９においてＳＳＲ１をオフ制御するタイミングを、ステップＳ８の所定時間Ｔ２が経過したか否かの判定に代えて、モータ１６により発生した逆起電圧に応じて判定することもできる。
【００９０】
第１〜第３実施形態において、電動パワーステアリング装置に適用されるモータシステム１，１Ａ，１Ｂは、２つの通電系統を有するものとして説明したが、これに限らず、１つまたは３つ以上の通電系統を有するものであってもよい。また、モータシステム１，１Ａ，１Ｂは、電動パワーステアリング装置以外の他の装置に適用されることを除外するものではない。
【符号の説明】
【００９１】
１…モータシステム、１６…モータ、１６１…第１巻線組、３１，３１Ａ…プロセッサ、３１１…異常診断部、３１２…プリドライバ制御部、３１３，３１３Ａ…リレー制御部、３２…インバータ、３４…プリドライバ、３６，３６Ｂ…モータリレー、Ｂ…車載バッテリ、Ｄ１…第１のダイオード、Ｄ２…第２のダイオード、Ｄｕ，Ｄｖ，Ｄｗ…第３のダイオード、Ｎ１…中性点、ＳＳＲ１…第１のソリッドステートリレー、ＳＳＲ２…第２のソリッドステートリレー
【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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