(57)【要約】【課題】より適切なモータ制御を実行できるモータ制御装置を提供する。【解決手段】ＥＣＵ４は、モータ２０に３相交流電力を供給するインバータ回路４０と、異常時にモータ２０への給電経路を遮断する相開放リレー群５０と、インバータ回路４０および相開放リレー群５０の動作を制御するマイコン５とを備えている。Ｕ相の動力線４６ｕの途中には、相開放手段としての相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕが介在されている。相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕは、互いの寄生ダイオードＤの向きが反対となるように設けられている。同様に、Ｖ相の動力線４６ｖの途中には、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｖ，５１ｖが、互いの寄生ダイオードＤの向きが反対になるように設けられている。また、同様に、Ｗ相の動力線４６ｗの途中には、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｗ，５１ｗが、互いの寄生ダイオードＤの向きが反対になるように設けられている。【選択図】図２
2016208584.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相のコイルを有するモータに電力を供給するために、２つのスイッチング素子が直列に接続されたスイッチングアームが、前記モータの相数と同数だけ並列に接続されてなるインバータ回路と、
各相のコイルと各相のスイッチングアームとの間をそれぞれ接続する各相の動力線にそれぞれ２つを一組として設けられる複数組の相開放用スイッチング素子と、
前記インバータ回路の各スイッチング素子のスイッチングを制御することにより、各相のコイルへの給電を制御する制御回路と、を備え、
一組の前記相開放用スイッチング素子に付随する２つのダイオードは、互いに逆向きに設けられ、
前記制御回路は、前記インバータ回路の各スイッチング素子のいずれか一つが故障した場合、または各相開放用スイッチング素子のいずれか一つが故障した場合、前記モータへの給電を継続するモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記インバータ回路の各スイッチング素子のいずれか一つが故障している場合、
前記制御回路は、
故障した前記スイッチング素子と同相の２つの前記相開放用スイッチング素子のうち、故障電流を規制する向きのダイオードを有する前記相開放用スイッチング素子が故障したときには前記モータへの給電を停止し、
故障した前記スイッチング素子と同相の２つの前記相開放用スイッチング素子のうち、故障電流を規制する向きのダイオードを有する前記相開放用スイッチング素子、および故障した前記スイッチング素子と異なる相の前記相開放用スイッチング素子が故障したときには前記モータへの給電を継続するモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
各相開放用スイッチング素子のいずれか一つが故障している場合、
前記制御回路は、
故障した前記相開放用スイッチング素子に付随するダイオードと逆向きのダイオードが付随する前記相開放用スイッチング素子が故障したときには前記モータへの給電を停止し、
故障した前記相開放用スイッチング素子に付随する前記ダイオードと同じ向きのダイオードが付随する前記相開放用スイッチング素子が故障したときには前記モータへの給電を継続するモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置を備える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、モータ制御装置および電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ制御装置には、モータとインバータ回路とを接続する動力線の途中に、電流を遮断するための相開放手段が設けられたものがある。たとえば、特許文献１には、アシスト力の発生源である３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）のブラシレスモータを制御するモータ制御装置が開示されている。このモータ制御装置は、３相のブラシレスモータに供給する電力を制御することによりアシスト力を付与するアシスト制御を実行する。このモータ制御装置は、モータへの電流の流れ込みを規制するために、３相の動力線にそれぞれ設けられる相開放リレー（ＦＥＴ）を有している。そして、何らかの異常が生じた場合、モータ制御装置は、これらの相開放リレーを開放する。３相の動力線が遮断されることにより、モータへの通電が防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１７３０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
３相の動力線にそれぞれ相開放リレーとしてのＦＥＴを設ける構成を採用する場合、３相のうち１相のＦＥＴが短絡故障した場合には、残りの２相の相開放リレーのＦＥＴによりアシスト制御を継続できる。しかし、モータコイルを介して、故障した相から他の２相へと電流が流れ込んでしまうため、残りの２相によるアシスト制御の精度が悪くなってしまう。また、１つの相開放リレーが短絡故障した場合に、さらに残る２相の相開放リレーが短絡故障したときや、インバータ回路のＦＥＴが故障したときには、モータへの電流の流れ込みを規制するために、アシスト制御を停止する必要が生じる。なお、アシスト制御に限らず、他の目的でモータを制御する場合にも、この課題が生じることがある。
【０００５】
本発明の目的は、より適切なモータ制御を実行できるモータ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成しうるモータ制御装置は、複数相のコイルを有するモータに電力を供給するために、２つのスイッチング素子が直列に接続されたスイッチングアームが、前記モータの相数と同数だけ並列に接続されてなるインバータ回路と、各相のコイルと各相のスイッチングアームとの間をそれぞれ接続する各相の動力線にそれぞれ２つを一組として設けられる複数組の相開放用スイッチング素子と、前記インバータ回路の各スイッチング素子のスイッチングを制御することにより、各相のコイルへの給電を制御する制御回路と、を備え、一組の前記相開放用スイッチング素子に付随する２つのダイオードは、互いに逆向きに設けられ、前記制御回路は、前記インバータ回路の各スイッチング素子のいずれか一つが故障した場合、または各相開放用スイッチング素子のいずれか一つが故障した場合、前記モータへの給電を継続する。
【０００７】
この構成によれば、各相の一組の相開放用スイッチング素子は、互いに逆向きのダイオードを有しているため、各スイッチング素子のいずれか一つ、または各相開放用スイッチング素子のいずれか一つが故障した場合であっても、モータへの給電を継続できる。たとえば、各スイッチング素子のいずれか一つが故障した場合であれば、故障した相のスイッチングアームから各相のコイルへ故障電流が流れ込むことを規制できる。また、各相開放用スイッチング素子のいずれか一つが故障した場合であっても、相開放用スイッチング素子の冗長性が高められているため、モータへの給電をより適切に継続できる。
【０００８】
上記のモータ制御装置において、前記インバータ回路の各スイッチング素子のいずれか一つが故障している場合、前記制御回路は、故障した前記スイッチング素子と同相の２つの前記相開放用スイッチング素子のうち、故障電流を規制する向きのダイオードを有する前記相開放用スイッチング素子が故障したときには前記モータへの給電を停止し、故障した前記スイッチング素子と同相の２つの前記相開放用スイッチング素子のうち、故障電流を規制する向きのダイオードを有する前記相開放用スイッチング素子、および故障した前記スイッチング素子と異なる相の前記相開放用スイッチング素子が故障したときには前記モータへの給電を継続することが好ましい。
【０００９】
この構成によれば、インバータ回路の故障したスイッチング素子に対応した同相の相開放用スイッチング素子が故障していなければ、モータへの給電をより適切に継続できる。
上記のモータ制御装置において、各相開放用スイッチング素子のいずれか一つが故障している場合、前記制御回路は、故障した前記相開放用スイッチング素子に付随するダイオードと逆向きのダイオードが付随する前記相開放用スイッチング素子が故障したときには前記モータへの給電を停止し、故障した前記相開放用スイッチング素子に付随する前記ダイオードと同じ向きのダイオードが付随する前記相開放用スイッチング素子が故障したときには前記モータへの給電を継続することが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、各相の一組の相開放用スイッチング素子は互いに逆向きのダイオードを有しているため、相開放用スイッチング素子の冗長性が高められている。故障した各相開放スイッチに付随するダイオードと反対の向きのダイオードが付随した各相開放スイッチが故障するまで、モータへの給電を継続することができる。
【００１１】
上記のモータ制御装置は電動パワーステアリング装置に好適である。
この構成によれば、上記のモータ制御装置を電動パワーステアリング装置に採用することにより、より適切なアシスト制御を実行できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のモータ制御装置によれば、より適切にモータ制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態のモータ制御装置を適用した電動パワーステアリング装置の概略構成を示す構成図。
【図２】本実施形態のモータ制御装置について、その概略構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、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一実施形態について説明する。
図１に示すように、ＥＰＳ１は運転者のステアリングホイール１０の操作に基づいて転舵輪１５を転舵させる操舵機構２、運転者のステアリング操作を補助するアシスト機構３、およびアシスト機構３を制御するモータ制御装置としてのＥＣＵ（電子制御装置）４を備えている。
【００１５】
操舵機構２は、ステアリングホイール１０およびステアリングホイール１０と一体回転するステアリングシャフト１１を備えている。ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール１０と連結されたコラムシャフト１１ａと、コラムシャフト１１ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト１１ｂ、およびインターミディエイトシャフト１１ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト１１ｃを有している。ピニオンシャフト１１ｃの下端部はラックシャフト１２に連結されている。したがって、操舵機構２では、ステアリングシャフト１１の回転運動は、ピニオンシャフト１１ｃの先端に設けられたピニオンギヤとラックシャフト１２に形成されたラックからなるラックアンドピニオン機構１３を介して、ラックシャフト１２の軸方向（図１の左右方向）の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動がラックシャフト１２の両端にそれぞれ連結されたタイロッド１４を介して左右の転舵輪１５にそれぞれ伝達されることにより、転舵輪１５の転舵角が変更される。
【００１６】
アシスト機構３は、アシスト力の発生源であるモータ２０を備えている。モータ２０の回転軸２１は、減速機構２２を介してコラムシャフト１１ａに連結されている。減速機構２２はモータ２０の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト１１ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト１１にモータ２０の回転力（トルク）がアシスト力として付与されることにより、運転者のステアリング操作が補助される。モータ２０としては、たとえば、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の駆動電力に基づいて回転する３相ブラシレスモータが採用される。
【００１７】
ＥＣＵ４は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果に基づいてモータ２０を制御する。各種のセンサとしては、たとえばトルクセンサ３０、回転角センサ３１、および車速センサ３２がある。トルクセンサ３０はコラムシャフト１１ａに設けられ、回転角センサ３１はモータ２０に設けられている。トルクセンサ３０は、運転者のステアリング操作に伴いステアリングシャフト１１に付与される操舵トルクτを検出する。回転角センサ３１は、回転軸２１の回転角θを検出する。車速センサ３２は、車両の走行速度である車速Ｖを検出する。ＥＣＵ４は各センサの出力（操舵トルクτ、回転角θ、車速Ｖ）に基づいて、目標のアシスト力を設定し、実際のアシスト力が目標のアシスト力となるように、モータ２０に供給される電流を制御する。
【００１８】
つぎに、ＥＣＵ４について詳細に説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４は、モータ２０に３相交流電力を供給するインバータ回路４０と、異常時にモータ２０への給電経路を遮断する相開放リレー群５０と、インバータ回路４０および相開放リレー群５０の動作を制御するマイクロコンピュータ（マイコン）５とを備えている。
【００１９】
インバータ回路４０は、バッテリ６側に接続される上側ＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗと、グランド側に接続される下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗとを有している。ＦＥＴとしては、ＭＯＳ−ＦＥＴ（金属酸化膜半導体の構造を持ったＦＥＴ）が用いられる。
【００２０】
インバータ回路４０は、上側ＦＥＴ４１Ｈｕと下側ＦＥＴ４１Ｌｕを直列に接続したスイッチングアーム４２ｕと、上側ＦＥＴ４１Ｈｖと下側ＦＥＴ４１Ｌｖを直列に接続したスイッチングアーム４２ｖと、上側ＦＥＴ４１Ｈｗと下側ＦＥＴ４１Ｌｗを直列に接続したスイッチングアーム４２ｗとを並列に接続することにより構成される。
【００２１】
上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗのドレイン電極は、ドレイン配線４３ｕ，４３ｖ，４３ｗを介してバッテリ６にそれぞれ接続されている。下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗのソース電極は、ソース配線４４ｕ，４４ｖ，４４ｗを介してグランド側にそれぞれ接続されている。また、上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗのソース電極と、下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗのドレイン電極は、中間配線４５ｕ，４５ｖ，４５ｗを介して互いに接続されている。そして、中間配線４５ｕ，４５ｖ，４５ｗは、動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗを介して、モータ２０の各相のモータコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに接続されている。上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗのゲート電極は、ゲート配線４７ｕ，４７ｖ，４７ｗを介してマイコン５に接続されている。また、下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗのゲート電極は、ゲート配線４８ｕ，４８ｖ，４８ｗを介してマイコン５にそれぞれ接続されている。なお、上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗには、ソース電極側からドレイン電極側への通電を許容する寄生ダイオードＤが設けられている。
【００２２】
相開放リレー群５０は、モータ２０とインバータ回路４０を接続する動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗに設けられている。すなわち、Ｕ相の動力線４６ｕの途中には、動力線４６ｕを介して通電されるモータ電流を遮断するための相開放手段として、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕが介在されている。相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕは、これらの寄生ダイオードＤの向きが互いに反対となるように設けられている。具体的には、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕの寄生ダイオードＤはモータコイル２０ｕからスイッチングアーム４２ｕへの通電を規制する向きに設けられ、相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕの寄生ダイオードＤはスイッチングアーム４２ｕからモータコイル２０ｕへの通電を規制する向きに設けられている。同様に、Ｖ相の動力線４６ｖの途中には、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｖ，５１ｖが介在されている。相開放リレー用ＦＥＴ５０ｖ，５１ｖは、これらの寄生ダイオードＤの向きが互いに反対になるように設けられている。また、同様に、Ｗ相の動力線４６ｗの途中には、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｗ，５１ｗが介在されている。相開放リレー用ＦＥＴ５０ｗ，５１ｗは、これらの寄生ダイオードＤの向きが互いに反対になるように設けられている。
【００２３】
各スイッチングアーム４２ｕ，４２ｖ，４２ｗとグランドとの間には、モータ２０に実際に付与される電流を検出する手段として、電流センサ３３が設けられている。電流センサ３３としては、たとえばシャント抵抗が用いられる。シャント抵抗の両端電圧を検出することで、モータ２０の各相に流れる実電流値を検出することができる。
【００２４】
マイコン５は、操舵トルクτ、回転角θ、車速Ｖ、および電流センサ３３通じて検出される電流値に基づいて制御信号（電圧信号）を生成する。この制御信号は、上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗのゲート電極に印加される。上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗは、制御信号に基づきオンオフする。
【００２５】
また、マイコン５は、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ，５１ｕ，５１ｖ，５１ｗのゲート端子と接続されている。相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ，５１ｕ，５１ｖ，５１ｗは、マイコン５により生成される制御信号に基づいてオンオフする。
【００２６】
また、マイコン５は既知の方法により、インバータ回路４０の各ＦＥＴに短絡などの異常が生じたことを検出することが可能である。たとえば、モータ２０の各相のモータコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに流れる実電流値の和は一定になることから短絡が生じたことを検出する。マイコン５は、異常が生じたＦＥＴに対応した相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ，５１ｕ，５１ｖ，５１ｗをオフ（オープン）させる。これにより、故障相の動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗへの通電（故障電流）が遮断される。
【００２７】
＜インバータ回路のＦＥＴの単独短絡の場合＞
つぎに、インバータ回路４０の各ＦＥＴのうち、いずれか１つが短絡した場合について説明する。ここでは、上側ＦＥＴ４１Ｈｕの短絡を想定する。
【００２８】
この場合、２つの相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕを共にオフすることで、短絡した電流がＶ相およびＷ相のモータコイル２０ｖ，２０ｗに流れ込むことを抑制できる。Ｕ相の動力線４６ｕに設けられる２つの相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕの寄生ダイオードＤの向きが互いに反対向きだからである。そして、Ｖ相およびＷ相のモータコイル２０ｖ，２０ｗへの給電を継続することで、アシスト制御の精度の悪化を抑制しつつ、短絡が生じた１相を除いた残る２相でアシスト制御を継続（いわゆる、２相駆動）することができる。
【００２９】
なお、下側ＦＥＴ４１Ｌｕが短絡した場合にも、２つの相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕを共にオフすることで、アシスト制御を継続できる。また、他の上側ＦＥＴ４１Ｈｖ，４１Ｈｗおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｖ，４１Ｌｗのうちいずれか１つが短絡した場合であっても、同様の処理を行うことでアシスト制御を継続できる。すなわち、インバータ回路のＦＥＴのうち、いずれか１つが短絡した場合であっても、短絡が生じた相に設けられた２つの相開放リレー用ＦＥＴを共にオフにすれば、アシスト制御を継続できる。
【００３０】
このように、上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗのうちいずれか１つが短絡した場合であっても、短絡した相に対応する２つの相開放リレー用ＦＥＴにより、短絡した相から残る２相へ電流が流れ込むことが抑制される。このため、残る２相でのアシスト制御をより適切に実行できる。
【００３１】
ちなみに、各相の動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗにそれぞれ１つだけ相開放リレー用ＦＥＴを設けることも考えられるところ、この場合には、予期せぬ電流がモータ２０へと流れ込んでしまうおそれがある。これは、１つの相開放リレー用ＦＥＴに設けられた寄生ダイオードＤは、その向きに応じて、一方向の電流は規制できるが、他方向の電流の流れは規制できないためである。
【００３２】
具体的に、相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗが設けられていない場合を想定する。この場合、たとえばＵ相の上側ＦＥＴ４１Ｈｕが短絡したとすると、Ｖ相およびＷ相のモータコイル２０ｖ，２０ｗを介して、Ｖ相およびＷ相の動力線４６ｖ，４６ｗに電流が逆流する。これは、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕの寄生ダイオードＤはモータコイル２０ｕからスイッチングアーム４２ｕへの通電を規制する向きに設けられているため、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕをオフしても、短絡電流は相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕの寄生ダイオードＤを通ってＶ相およびＷ相のモータコイル２０ｖ，２０ｗへ流れるからである。このとき、アシスト制御（２相駆動）を継続しようとすると、残る２相の電流が逆流する電流の影響を受けるおそれがある。このため、アシスト制御の精度が低下することが懸念される。
【００３３】
＜相開放リレー用ＦＥＴの単一短絡の場合＞
つぎに、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ，５１ｕ，５１ｖ，５１ｗのうち、いずれか１つが短絡した場合について説明する。
【００３４】
ここでは、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕが短絡した場合を想定する。この場合には、各相の動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗにそれぞれインバータ回路４０からモータ２０へ向かう一方向の電流を規制する相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗが配置されているため、通常通りのアシスト制御を継続することができる。これは、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕに短絡が発生した場合でも、一方向の電流を規制する相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗが残っていれば、故障電流が正常相のモータコイルに流れ込むことが規制されるからである。たとえば、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕが短絡した場合には、上側ＦＥＴ４１Ｈｕ、下側ＦＥＴ４１Ｌｕ、および相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕをオフすることで、残る２相でのアシスト制御を継続できる。なお、他の相開放リレー用ＦＥＴが短絡した場合についても同様である。すなわち、短絡した相開放リレー用ＦＥＴの相に対応したインバータ回路４０のＦＥＴおよび相開放リレー用ＦＥＴをオフすれば、アシスト制御を継続できる。相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗまたは相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗのいずれかの組み合わせが残っていればよいため、相開放リレー群５０の冗長性が高められている。
【００３５】
なお、各相の動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗにそれぞれ１つの相開放リレー用ＦＥＴが配置される構成を採用する場合、各相開放リレー用ＦＥＴのうち１つが短絡したとき、アシストの制御を停止することが好ましい。これは、インバータ回路４０で短絡が生じた場合に、故障電流の正常相のモータコイルへの流れ込みを規制することができないためである。故障電流が正常相のモータコイルに流れ込む状況下では、操舵に伴いモータ２０に逆起電力が発生して、操舵方向と反対向きのアシストトルクが生じる。その結果、操舵フィーリングが悪化するおそれがある。
【００３６】
＜相開放リレー用ＦＥＴの複数短絡の場合＞
つぎに、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ，５１ｕ，５１ｖ，５１ｗが複数短絡した場合について説明する。
【００３７】
各相の動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗにそれぞれ１つの相開放リレー用ＦＥＴが配置される構成を採用する場合、複数の相開放リレー用ＦＥＴが短絡したときにも、アシスト制御を停止することが好ましい。１つの相開放リレー用ＦＥＴが短絡した場合と同様に、インバータ回路４０で短絡が生じた場合、故障電流が正常相のモータコイルへ流れ込むことを規制できないためである。
【００３８】
この点、本実施形態では、相開放リレー用ＦＥＴが複数短絡した場合であっても、必ずしもアシスト制御を停止する必要はない。すなわち、短絡が生じた相開放リレー用ＦＥＴの組み合わせによっては、たとえ相開放リレー用ＦＥＴが複数短絡した場合であっても、アシスト制御を継続できる。
【００３９】
具体的には、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖが短絡した場合には、アシストの制御を継続できる。この場合、正常な相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗが残っているため、インバータ回路４０で短絡が生じた場合であっても、短絡した電流が正常相のモータコイルへ流れ込むことを規制できる。すなわち、各相の動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗにそれぞれ等しい方向の電流を規制する相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗが正常に機能すればアシスト制御を継続できる。このため、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗが全て短絡した場合であっても、アシスト制御を継続できる。同様に、相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗが全て短絡した場合であっても、アシスト制御を継続できる。
【００４０】
したがって、マイコン５は、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗの中で複数の短絡があった場合、または相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗの中で複数の短絡があった場合には、アシストの制御を継続する。すなわち、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗまたは相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗのいずれかの組み合わせが残っていればよいため、相開放リレー群５０の冗長性が高められている。
【００４１】
これに対して、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕが短絡した場合には、アシスト制御を停止する。上側ＦＥＴ４１Ｈｕおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｕの少なくとも一方が短絡した場合に、モータコイル２０ｕへの故障電流の流れ込みを規制することができないためである。また、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｖが短絡した場合にも、アシストの制御を停止する。下側ＦＥＴ４１Ｌｕおよび上側ＦＥＴ４１Ｈｖが短絡した場合に、モータコイル２０ｕ，２０ｖへの故障電流の流れ込みを規制できないためである。
【００４２】
互いに異なる向きの寄生ダイオードＤを有する相開放リレー用ＦＥＴが短絡した場合、すなわち、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗの少なくとも１つが短絡し、相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕ，５１ｖ，５１ｗの少なくとも１つが短絡した場合、マイコン５は、アシスト制御を停止する。
【００４３】
＜インバータ回路のＦＥＴおよび相開放リレー用ＦＥＴの同時短絡＞
つぎに、上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗのいずれか一つの短絡と、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ，５１ｕ，５１ｖ，５１ｗのいずれか一つの短絡が同時に発生した場合について説明する。
【００４４】
上側ＦＥＴ４１Ｈｕからモータコイル２０ｕへ向けた電流を規制するように相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕの寄生ダイオードＤが設けられている。また、モータコイル２０ｕから下側ＦＥＴ４１Ｌｕへ向けた電流を規制するように相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕの寄生ダイオードＤが設けられている。同様に、上側ＦＥＴ４１Ｈｖに対応して相開放リレー用ＦＥＴ５１ｖの寄生ダイオードＤが、下側ＦＥＴ４１Ｌｖに対応して相開放リレー用ＦＥＴ５０ｖの寄生ダイオードＤが設けられている。また、同様に、上側ＦＥＴ４１Ｈｗに対応して相開放リレー用ＦＥＴ５１ｗの寄生ダイオードＤが、下側ＦＥＴ４１Ｌｗに対応して相開放リレー用ＦＥＴ５０ｗの寄生ダイオードＤが設けられている。
【００４５】
この構成により、相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕの短絡と、上側ＦＥＴ４１Ｈｕを除いたインバータ回路４０のＦＥＴの短絡とが同時に発生するときには、アシスト制御を継続できる。これは、短絡した相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕの寄生ダイオードＤに対応した上側ＦＥＴ４１Ｈｕは短絡しておらず、短絡した上側ＦＥＴ４１Ｈｕを除いたインバータ回路４０のＦＥＴに対応した相開放リレー用ＦＥＴは短絡していないためである。たとえば、相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕの短絡と下側ＦＥＴ４１Ｌｕの短絡とが同時に発生するときには、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕと上側ＦＥＴ４１Ｈｕを共にオフすることで、アシスト制御を継続できる。
【００４６】
これに対し、相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕの短絡と上側ＦＥＴ４１Ｈｕの短絡が同時に発生したときには、アシスト制御を停止する。これは、相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕの寄生ダイオードＤが短絡しているので、上側ＦＥＴ４１Ｈｕからモータコイル２０ｕへ向けた電流を規制することができないためである。具体的には、相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕの短絡と上側ＦＥＴ４１Ｈｕの短絡が同時に発生したときには、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｕを共にオフしたとしても、バッテリ６からモータコイル２０ｕへ向けた故障電流を規制することができない。このため、短絡が生じた１相を除いた残る２相でアシスト制御を継続しようとしても、アシスト制御の精度は低下してしまう。すなわち、短絡したインバータ回路４０のＦＥＴに対応した相の電流を規制する相開放リレー用ＦＥＴが短絡していなければ、アシスト制御を継続できる。
【００４７】
本実施形態の効果を説明する。
（１）各相の動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗには、それぞれ２つの相開放リレー用ＦＥＴが設けられる。当該２つのＦＥＴは、それぞれ寄生ダイオードＤを有し、これら寄生ダイオードＤは互いに逆向きに設けられている。このため、上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗのうちいずれか１つが短絡した場合であっても、正常相のモータコイルへの故障電流の流れ込みをより適切に規制できる。正常相の電流が故障電流の影響を受けないので、短絡した１相を除いた残る２相でアシスト制御をより適切に継続できる。
【００４８】
（２）また、各相の動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗに、それぞれ２つの相開放リレー用ＦＥＴが設けられることにより、相開放リレー用ＦＥＴの冗長性が高められる。このため、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ，５１ｕ，５１ｖ，５１ｗのうちいずれか１つが短絡した場合であっても、アシスト制御をより適切に継続できる。
【００４９】
（３）また、各相の動力線４６ｕ，４６ｖ，４６ｗに、それぞれ２つの相開放リレー用ＦＥＴが設けられることにより、上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗのうち複数が短絡した場合でも、正常相のモータコイルへ故障電流が流れ込むことをより適切に規制できる。
【００５０】
（４）上側ＦＥＴ４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗおよび下側ＦＥＴ４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗのいずれか一つと、相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ，５１ｕ，５１ｖ，５１ｗのいずれか一つとに短絡が同時に発生した場合でも、短絡したインバータ回路４０のＦＥＴに対応した相の電流を規制する相開放リレー用ＦＥＴが短絡していなければ、アシスト制御をより適切に継続できる。
【００５１】
なお、本実施形態は次のように変更してもよい。
・本実施形態においては、たとえば上側ＦＥＴ４１Ｈｕが短絡した場合には、２つの相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕを共にオフしたが、下側ＦＥＴ４１Ｌｕと２つの相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕを共にオフするようにしてもよい。すなわち、短絡した相を検出することは容易であるため、短絡した相の全てのＦＥＴ（インバータ回路４０のＦＥＴおよび相開放リレー用ＦＥＴ）を共にオフすれば、短絡した相の故障電流を規制できる。
【００５２】
・本実施形態において、たとえば、上側ＦＥＴ４１Ｈｕが短絡した場合には、２つの相開放リレー用ＦＥＴ５０ｕ，５１ｕを共にオフしたが、これに限らない。たとえば、上側ＦＥＴ４１Ｈｕが短絡したことを特定すれば、相開放リレー用ＦＥＴ５１ｕだけをオフすればよい。すなわち、インバータ回路４０のうち短絡したＦＥＴを特定すれば、短絡したＦＥＴに対応した相開放リレー用ＦＥＴのみをオフにすればよい。なお、インバータ回路４０のうち短絡したＦＥＴを特定した場合であっても、その相の相開放リレー用ＦＥＴを共にオフしてもよい。
【００５３】
・マイコン５の内部で、各相のスイッチングアーム４２ｕ，４２ｖ，４２ｗのグランドをとってもよい。
・本実施形態では、電流センサ３３の一例として１つのシャント抵抗を採用したが、これに限らない。たとえば、各スイッチングアーム４２ｕ，４２ｖ，４２ｗにそれぞれ電流センサが設けられてもよい。また、どのような電流センサ３３であってもよく、シャント抵抗を用いた電流検出手段に限らない。
【００５４】
・本実施形態では、スイッチング素子としてＦＥＴ（特にＭＯＳ−ＦＥＴ）が用いられたがこれに限らない。たとえば、寄生ダイオードを含むスイッチング素子としては、ジャンクションＦＥＴが上げられる。また、スイッチング素子として、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を用いてもよい。なお、スイッチング素子としてＩＧＢＴなどを採用する場合には、寄生ダイオードＤの役割を果たすダイオードをＩＧＢＴに取り付ければよい。
【００５５】
・各ＦＥＴに生じる異常は短絡故障に限らず、たとえばオープン故障に対しても適用できる。オープン故障が生じた場合にも、オープン故障が生じた相の各ＦＥＴをオフにして、オープン故障が生じた１相を除いた残る２相でアシスト制御を継続する。
【００５６】
・本実施形態では、モータ制御装置をＥＰＳ１のＥＣＵ４に具体化したが、ＥＰＳ１以外の用途に用いてもよい。たとえば、ステアバイワイヤに適用してもよい。
つぎに、前記実施形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。
【００５７】
（イ）前記相開放用スイッチング素子はＭＯＳ−ＦＥＴであり、前記相開放用スイッチング素子のダイオードは寄生ダイオードであってもよい。
この構成によれば、ＭＯＳ−ＦＥＴが有する寄生ダイオードを活用することができるので、別途ダイオードを設ける必要がない。
【符号の説明】
【００５８】
１…ＥＰＳ、２…操舵機構、３…アシスト機構、４…ＥＣＵ、５…マイコン、６…バッテリ、１０…ステアリングホイール、１１…ステアリングシャフト、１１ａ…コラムシャフト、１１ｂ…インターミディエイトシャフト、１１ｃ…ピニオンシャフト、１２…ラックシャフト、１３…ラックアンドピニオン機構、１４…タイロッド、１５…転舵輪、２０…モータ、２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ…モータコイル（コイル）、２１…回転軸、２２…減速機構、３０…トルクセンサ、３１…回転角センサ、３２…車速センサ、３３…電流センサ、４０…インバータ回路、４１Ｈｕ，４１Ｈｖ，４１Ｈｗ…上側ＦＥＴ（スイッチング素子）、４１Ｌｕ，４１Ｌｖ，４１Ｌｗ…下側ＦＥＴ（スイッチング素子）、４２ｕ，４２ｖ，４２ｗ…スイッチングアーム、４３ｕ，４３ｖ，４３ｗ…ドレイン配線、４４ｕ，４４ｖ，４４ｗ…ソース配線、４５ｕ，４５ｖ，４５ｗ…中間配線、４６ｕ，４６ｖ，４６ｗ…動力線、４７ｕ，４７ｖ，４７ｗ，４８ｕ，４８ｖ，４８ｗ…ゲート配線、５０…相開放リレー群、５０ｕ，５０ｖ，５０ｗ，５１ｕ，５１ｖ，５１ｗ…相開放リレー用ＦＥＴ（相開放用スイッチング素子）、５２ｕ，５２ｖ，５２ｗ，５３ｕ，５３ｖ，５３ｗ…ゲート配線、Ｄ…寄生ダイオード（ダイオード）、τ…操舵トルク、θ…回転角、Ｖ…車速。
【図１】
2016208584.tif 000003
【図２】
2016208584.tif 000004