JP2023159670A - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】グランドラインに設けられた逆接続保護リレーの異常を検出可能な負荷駆動装置を提供する。【解決手段】インバータ（電力変換器）６０は、バッテリ１５に接続される電源ラインＬｐとグランドラインＬｇとの間に設けられ、バッテリ１５の直流電力を変換してモータ（負荷）８０に供給する。制御回路３０１は、インバータ６０の動作を制御する。逆接続保護リレー５２は、グランドラインＬｇに設けられ、ＯＦＦ時に、バッテリ１５が逆接続されたときグランドラインＬｇからインバータ６０を経由して電源ラインＬｐに流れる電流を遮断する。逆接続保護リレー５２は、ソースからドレインへの電流を導通する寄生ダイオードを有するトランジスタで構成されている。制御回路３０１は、逆接続保護リレー５２のソースからドレインへの電圧降下に相当するモニタ電圧Ｖｍと、寄生ダイオードの電圧降下ＶＦとに基づき、逆接続保護リレー５２の異常を検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、負荷駆動装置に関する。

従来、バッテリの直流電力をインバータ等の電力変換器で変換して負荷に供給する負荷駆動装置において、逆接続保護リレーの異常を検出する技術が知られている。

例えば特許文献１に開示されたモータ駆動装置では、バッテリとインバータとの間の電源ラインに、バッテリ側の電源リレー（第１ＦＥＴ）と、インバータ側の逆接続保護リレー（第２ＦＥＴ）とが直列接続されている。逆接続保護リレーとインバータとの間にはコンデンサの高電位側電極が接続されている。

イニシャルチェック時に制御部は、コンデンサの高電位側電極に電圧をチャージした状態で、電源リレーと逆接続保護リレーとの間の箇所Ｐ１の電圧、及び、逆接続保護リレーとインバータとの間の箇所Ｐ２の電圧に基づき、電源リレー及び逆接続保護リレーの短絡故障又は断線故障を検出する。

特開２０１２－１３９０２１号公報

従来、車両に搭載される補機モータ等の負荷駆動装置は、一般に１２Ｖのバッテリ電圧を想定して設計されていた。今後、電動自動車の補機用バッテリ電圧は２４Ｖ又は４８Ｖに高圧化される予定であり、従来の１２Ｖ仕様の駆動回路では耐圧超過となる。例えばＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴで構成された逆接続保護リレーが電源ラインに設けられる場合、バッテリ電圧にゲート駆動電圧を加えた高電圧をゲートに印加できるドライバが必要となる。

そこで逆接続保護リレーをグランドラインに設けることで低電圧でのゲート駆動が可能となり、高電圧ドライバが不要になる。しかし、特許文献１の従来技術は、電源ラインにおいて電源リレーと逆接続保護リレーとが直列接続された構成を対象とするものであり、グランドラインに単独に設けられた逆接続保護リレーの異常検出に適用することができない。

本発明は上述の点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、グランドラインに設けられた逆接続保護リレーの異常を検出可能な負荷駆動装置を提供することにある。

本発明の負荷駆動装置は、電力変換器（６０）と、制御回路（３０１、３０２）と、逆接続保護リレー（５２）と、を備える。電力変換器は、バッテリ（１５）に接続される電源ライン（Ｌｐ）とグランドライン（Ｌｇ）との間に設けられ、バッテリの直流電力を変換して負荷（８０）に供給する。制御回路は、電力変換器の動作を制御する。

逆接続保護リレーは、グランドラインに設けられ、ＯＦＦ時に、バッテリが逆接続されたときグランドラインから電力変換器を経由して電源ラインに流れる電流を遮断する。

逆接続保護リレーは、グランドラインにおけるバッテリ側にドレインが接続され、電力変換器側にソースが接続され、ソースからドレインへの電流を導通する寄生ダイオードを有するトランジスタで構成されている。制御回路は、逆接続保護リレーのソースからドレインへの電圧降下に相当するモニタ電圧（Ｖｍ）と、寄生ダイオードの電圧降下（ＶＦ）とに基づき、逆接続保護リレーの異常を検出する。

本発明では、例えば２４Ｖ又は４８Ｖのバッテリ電圧が印加される駆動回路において、グランドラインに設けられた逆接続保護リレーの異常を検出可能である。例えば負荷駆動装置の起動後のイニシャルチェックで逆接続保護リレーの異常を検出することで、異常時処置を早期に実施することができ、信頼性が向上する。

第１実施形態のモータ駆動装置の構成図。 第１実施形態の制御回路の構成図。 イニシャルチェックでの逆接続保護リレー異常検出のフローチャート。 通常動作中における逆接続保護リレー異常検出のフローチャート。 第２実施形態のモータ駆動装置の構成図。 第２実施形態の制御回路の構成図。 第３実施形態のモータ駆動装置の構成図。

本発明の複数の実施形態による負荷駆動装置を図面に基づいて説明する。複数の実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。第１～第３実施形態を包括して「本実施形態」という。本実施形態の負荷駆動装置はモータ駆動装置である。このモータ駆動装置は、電動パワーステアリング装置においてバッテリの直流電力を変換して「負荷」としての操舵アシストモータに供給する。操舵アシストモータは三相ブラシレスモータで構成されている。

なお、車両に搭載される補機バッテリの電圧は従来１２Ｖが一般的であったが、本実施形態では主に、今後、電気自動車で採用される予定である２４Ｖ又は４８Ｖを想定する。図中及び以下の明細書中の「２４Ｖ／４８Ｖ」は「２４Ｖ又は４８Ｖ」を意味する。ただし、１２Ｖのバッテリを用いる場合でも本実施形態の構成は基本的に同様である。「ＩＧ（イグニッション）」という用語を用いていることからも明らかなように、本実施形態は、電気自動車に限らずエンジン車に適用されてもよい。

具体的には、電動パワーステアリング装置のＥＣＵがモータ駆動装置として機能する。ＥＣＵは、マイコンやカスタマイズされたＡＳＩＣ等で構成され、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。ＥＣＵは、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行する。

（第１実施形態）
各実施形態のモータ駆動装置の符号は「１０」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。図１～図４を参照し、第１実施形態のモータ駆動装置１０１について説明する。以下、バッテリ１５が正規の向きに接続されることを順接続といい、バッテリ１５が正規の向きとは逆向きに接続されることを逆接続という。図１に示すように、順接続状態で、バッテリ１５の正極はモータ駆動装置１０１の電源端子Ｔｐに接続され、バッテリ１５の負極はモータ駆動装置１０１のグランド端子Ｔｇに接続される。また、バッテリ１５の正極は降圧回路１４を経由してモータ駆動装置１０１のＩＧ端子Ｔｉｇに接続される。

電源端子Ｔｐ、グランド端子Ｔｇ、ＩＧ端子Ｔｉｇに接続される配線をそれぞれ電源ラインＬｐ、グランドラインＬｇ、ＩＧラインＬｉｇという。また、電源ラインＬｐに印加される電圧をＰＩＧ電圧といい、ＩＧラインＬｉｇに印加される電圧をＩＧ電圧という。本実施形態では、ＰＩＧ電圧は２４Ｖ又は４８Ｖであり、ＩＧ電圧は１２Ｖである。ＩＧラインＬｉｇを経由してウェイクアップ信号が伝送される。

モータ駆動装置１０１は、「電力変換器」としてのインバータ６０、逆接続保護リレー５２、降圧レギュレータ１８、制御回路３０１等を備える。図１には一系統のモータ駆動装置１０１の構成を例示するが、二系統以上の冗長構成であってもよい。例えば二系統のモータ駆動装置では、二組の巻線組を有する二重巻線モータに対し二つのインバータから電力供給する。

インバータ６０は、順接続状態でバッテリ１５の正極に接続される電源ラインＬｐと、順接続状態でバッテリ１５の負極に接続されるグランドラインＬｇとの間に設けられる。インバータ６０は、電源ラインＬｐとグランドラインＬｇとの間に直列接続された、三相の上下アームのスイッチング素子６１－６６を含む。詳しくは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の上アームのスイッチング素子６１、６２、６３及び下アームのスイッチング素子６４、６５、６６がブリッジ接続されている。本実施形態では、インバータ６０のスイッチング素子６１－６６としてＭＯＳＦＥＴが用いられる。本実施形態で用いられるＭＯＳＦＥＴは基本的にＮチャネル型である。

インバータ６０の各相の上下アームのスイッチング素子６１－６６の接続点であるアーム間接続点Ｎｕ、Ｎｖ、Ｎｗは、それぞれモータ８０の三相巻線８１、８２、８３に接続されている。インバータ６０は、バッテリ１５の直流電力を変換して三相巻線８１、８２、８３に供給する。例えばＹ結線のモータ８０の場合、三相巻線８１、８２、８３は中性点Ｎｍで接続されている。なお、三相巻線８１、８２、８３はΔ結線されてもよい。

各相のアーム間接続点Ｎｕ、Ｎｖ、Ｎｗと三相巻線８１、８２、８３との間のモータ電流経路にはモータリレー７１、７２、７３が設けられている。例えばＭＯＳＦＥＴで構成されたモータリレー７１、７２、７３の寄生ダイオードは、アーム間接続点Ｎｕ、Ｎｖ、Ｎｗから三相巻線８１、８２、８３への電流を導通する。モータリレー７１、７２、７３は、ＯＦＦ時にモータ８０側からインバータ６０側への電流を遮断する。

インバータ６０のグランドラインＬｇ側にはシャント抵抗６７が設けられている。少なくとも第２実施形態において、シャント抵抗６７はグランドラインＬｇに流れるグランド電流Ｉｇｎｄを検出する手段として用いられる。ただし、インバータ６０の電流フィードバック制御において各相電流を検出する構成では、各相下アームのグランドラインＬｇ側に設けられた三つのシャント抵抗が、グランド電流Ｉｇｎｄを検出する電流センサとして兼用されてもよい。

インバータコンデンサ５６は、電源ラインＬｐとグランドラインＬｇとの間にインバータ６０と並列に接続されている。インバータコンデンサ５６は電解コンデンサで構成され、電源ラインＬｐからインバータ６０に供給されるエネルギーが充電される。モータ駆動装置１０１の通常動作時、インバータコンデンサ５６は平滑コンデンサとして機能する。

インバータ６０のバッテリ１５側には、電源フィルタ用のＬＣフィルタ回路を構成するフィルタコンデンサ１６及びチョークコイル（インダクタ）１７が設けられている。チョークコイル１７は電源ラインＬｐに設けられている。ＬＣフィルタ回路は、図示のように各１個のフィルタコンデンサ１６及びチョークコイル１７で構成されるＬ型に限らず、２個のフィルタコンデンサ１６を用いたπ型や２個のチョークコイル１７を用いたＴ型であってもよい。

典型的にフィルタコンデンサ１６は、アルミ電解コンデンサ等の有極性電解コンデンサで構成され、チョークコイル１７と共にＬＣフィルタ回路を構成する。有極性コンデンサは負バイアス耐量が正バイアス耐量よりも低いため、バッテリ１５の逆接続時に負バイアス電圧が印加されるとアルミ電解コンデンサが破壊（破裂）に至るおそれがある。

仮にバッテリ１５が逆接続されると、電流経路が遮断されない限り、グランドラインＬｇからインバータ６０を経由して電源ラインＬｐに電流が流れる。たとえインバータ６０のスイッチング素子６１－６６がＯＦＦであっても、寄生ダイオードを経由して電流が流れる。逆接続保護リレー５２は、ＯＦＦ時にこの電流を遮断する。

本実施形態では、逆接続保護リレー５２はグランドラインＬｇに設けられている。詳しくは、逆接続保護リレー５２は、グランドラインＬｇにおいてフィルタコンデンサ１６の負電極よりバッテリ１５側に設けられている。逆接続保護リレー５２は、グランドラインＬｇにおけるバッテリ１５側にドレインが接続され、インバータ６０側にソースが接続されている。

逆接続保護リレー５２は、「ソースからドレインへの電流を導通する寄生ダイオード」を有するトランジスタで構成されている。具体的に、本実施形態の逆接続保護リレー５２はＭＯＳＦＥＴで構成されている。図中の「Ｄ」はドレイン、「Ｓ」はソース、「Ｇ」はゲートを表す。ソースからドレインへの電圧降下に相当する電圧を「モニタ電圧Ｖｍ」と定義する。

逆接続保護リレー５２の寄生ダイオードは、グランドラインＬｇにおいてインバータ６０側からバッテリ１５側へグランド電流Ｉｇｎｄを導通する。グランド電流Ｉｇｎｄの導通時における寄生ダイオードの電圧降下を「ＶＦ」と表す。モニタ電圧Ｖｍ及び寄生ダイオードの電圧降下ＶＦは正の値で定義される。

逆接続保護リレー５２のゲートには、ゲート電圧供給経路５３を経由してゲート電圧が供給される（言い替えれば、ゲート信号が入力される）。本実施形態では、制御回路３０１からのゲート信号により逆接続保護リレー５２が駆動される。例えば制御回路３０１で生成された５Ｖ程度の電圧が逆接続保護リレー５２のゲートに供給される。バッテリ１５が逆接続されたとき制御回路３０１は動作せず、ゲート信号が供給されないため、逆接続保護リレー５２はＯＮしない。

本実施形態では、基本的に電源リレーが設けられない回路構成を想定する。ただし、電源ラインＬｐにおいて二点鎖線で示すＸの位置、すなわちチョークコイル１７とインバータ６０との間に電源リレーが設けられてもよい。その場合、電源リレーを構成するＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードは、インバータ６０側からバッテリ１５側への電流を導通する。電源リレーは、バッテリ１５が順接続されたとき、ＯＦＦ時にバッテリ１５側からインバータ６０側への電流を遮断する。

降圧レギュレータ１８は、チョークコイル１７後の電源ラインＬｐから供給された２４Ｖ／４８ＶのＰＩＧ電圧を１２Ｖに降圧し、制御回路３０１及び三相プリドライバ回路４０に出力する。モータ駆動装置１０１の起動時、ＩＧラインＬｉｇから降圧レギュレータ１８及び制御回路３０１にウェイクアップ信号が入力される。

制御回路３０１は、マイコン及びＡＳＩＣ等を含み、バッテリ１５から供給される電圧により動作し、三相プリドライバ回路４０を介してインバータ６０の動作を制御する。モータ駆動装置１０１の通常動作中、制御回路３０１は、モータ８０が指令トルクを出力するように、相電流検出値及びモータ回転角に基づく電流フィードバック制御によりインバータ６０の駆動信号を演算する。なお、二系統構成の場合、各系統のマイコンの間で制御情報を相互に通信してもよい。三相プリドライバ回路４０は、制御回路３０１が演算した駆動信号に基づき、インバータ６０の複数のスイッチング素子６１－６６を駆動する。

また、制御回路３０１は、逆接続保護リレー５２及びモータリレー７１、７２、７３にＯＮ／ＯＦＦ信号を出力する。さらに制御回路３０１は、イニシャルチェック及び通常動作中において、逆接続保護リレー５２のモニタ電圧Ｖｍに基づき、逆接続保護リレー５２のＯＮ固着異常やＯＦＦ固着異常等の異常を検出する。

例えば特許文献１（特開２０１２－１３９０２１号公報、対応ＵＳ公報：ＵＳ２０１２／０１６１６８１Ａ１）には、電源ラインＬｐに直列接続された電源リレー及び逆接続保護リレーの短絡故障又は断線故障を検出する技術が開示されている。しかし、この従来技術は、グランドラインＬｇに単独に設けられた逆接続保護リレー５２の異常検出に適用することができない。そこで本実施形態では、グランドラインＬｇに設けられた逆接続保護リレー５２の異常を検出することを目的とする。

図２に示すように、第１実施形態の制御回路３０１は、ＶＦ記憶部３１及び異常判定部３３を有する。ＶＦ記憶部３１は、寄生ダイオードの電圧降下ＶＦの範囲を固定値として記憶している。寄生ダイオードの電圧降下ＶＦの範囲は、部品の個体ばらつきや、イニシャルチェック条件下での電流又は温度変化による特性の変動範囲に基づいて決定される。イニシャルチェック時、ＶＦ記憶部３１は、寄生ダイオードの電圧降下の上限値ＶＦ＿ＵＬ及び下限値ＶＦ＿ＬＬを異常判定部３３に通知する。

異常判定部３３は、「逆接続保護リレー５２をＯＮ操作した状態でのモニタ電圧」であるＯＮ時モニタ電圧ＶｍＯＮ、及び、「逆接続保護リレーをＯＦＦ操作した状態でのモニタ電圧」であるＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦを取得する。異常判定部３３は、ＯＮ時モニタ電圧ＶｍＯＮ及びＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦと、寄生ダイオードの電圧降下ＶＦとに基づき、逆接続保護リレー５２の異常を判定し、正常／異常信号を出力する。

次に図３のフローチャートを参照し、モータ駆動装置１０１の起動後のイニシャルチェックでの逆接続保護リレー５２の異常検出について説明する。以下のフローチャートの説明で、記号「Ｓ」はステップを意味する。Ｓ１で制御回路３０１は、インバータ６０及びモータリレー７１、７２、７３をＯＦＦからＯＮに切り替える。所定パターンでインバータ６０を駆動することで、電源ラインＬｐから三相巻線８１、８２、８３を経由してグランドラインＬｇに電流が通電される。

制御回路３０１は、Ｓ２で逆接続保護リレー５２をＯＦＦ操作し、Ｓ３でＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦを取得する。

Ｓ４では、ＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦが寄生ダイオードの電圧降下の上限値ＶＦ＿ＵＬ以下であるか判断される。Ｓ４でＹＥＳの場合、Ｓ５に進む。Ｓ４でＮＯの場合、すなわち、ＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦが寄生ダイオードの電圧降下の上限値ＶＦ＿ＵＬより大きいとき、制御回路３０１は、逆接続保護リレー５２が端子オープン異常であると判定する。端子オープン異常とは、逆接続保護リレー５２のソース又はドレインの少なくとも一方の端子がグランドラインＬｇと隔離している異常であり、端子の外れや接触不良がこれに該当する。

Ｓ５では、ＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦが寄生ダイオードの電圧降下の下限値ＶＦ＿ＬＬ以上であるか判断される。Ｓ５でＹＥＳの場合、Ｓ６に進む。Ｓ５でＮＯの場合、すなわち、ＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦが寄生ダイオードの電圧降下の下限値ＶＦ＿ＬＬより小さいとき、制御回路３０１は、逆接続保護リレー５２がＯＮ固着異常であると判定する。

制御回路３０１は、Ｓ６で逆接続保護リレー５２をＯＦＦからＯＮ操作し、Ｓ７でＯＮ時モニタ電圧ＶｍＯＮを取得する。

Ｓ８では、ＯＮ時モニタ電圧ＶｍＯＮがＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦより小さいか判断される。Ｓ８でＹＥＳの場合、Ｓ９にて、逆接続保護リレー５２は正常と判定される。Ｓ８でＮＯの場合、すなわち、ＯＮ時モニタ電圧ＶｍＯＮがＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦ以上のとき、制御回路３０１は、逆接続保護リレー５２がＯＦＦ固着異常であると判定する。

Ｓ４、Ｓ５、Ｓ８のいずれかでＮＯの場合、Ｓ１０で異常時処置が実行される。例えば警告表示等によりユーザーに異常が通知されるとともに、異常モードに応じて通常動作の開始が禁止される。或いは二系統のモータ駆動装置で一系統のみ異常が検出された場合、正常な一系統による片系統駆動が実行されてもよい。

Ｓ９で正常判定されると通常動作に移行する。通常動作中は、逆接続保護リレー５２がＯＮ操作された状態でインバータ６０に通電される。通常動作中の検出対象の異常モードは、経時的に発生するＯＦＦ固着異常のみである。図４のフローチャートを参照し、通常動作中における逆接続保護リレー５２の異常検出について説明する。フローチャートのＳ７～Ｓ１０は図３と同じである。異常時処置で動作を停止する場合を除き、Ｓ７～Ｓ１０のルーチンは繰り返し実行される。

制御回路３０１は、例えばイニシャルチェック時に取得したＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦを、通常動作開始時に予め記憶している。通常動作の開始時、Ｓ８で、ＯＮ時モニタ電圧ＶｍＯＮはＯＦＦ時モニタ電圧ＶｍＯＦＦより小さい。通常動作中、ＯＮ時モニタ電圧ＶｍＯＮがＯＦＦ時モニタ電圧以上になると、Ｓ８でＮＯと判断される。このとき制御回路３０１は、逆接続保護リレー５２がＯＦＦ固着異常になったと判定する。Ｓ１０の異常時処置では、例えば異常が検出された系統のモータ駆動が停止される。

（本実施形態の効果）
［１］低電圧でのゲート駆動による逆接続保護リレー駆動構成の簡素化
２４Ｖ／４８Ｖのバッテリ電圧が印加される駆動回路において、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴで構成された逆接続保護リレーが電源ラインＬｐに設けられる場合、バッテリ電圧にゲート駆動電圧を加えた高電圧をゲートに印加するドライバが必要となる。本実施形態では逆接続保護リレー５２がグランドラインＬｇに設けられるため、低電圧でのゲート駆動が可能となり、高電圧ドライバが不要になる。

［２］負バイアス電圧に対する有極性コンデンサ等の保護
バッテリ１５が逆接続された場合、制御回路３０１が動作しないため、逆接続保護リレー５２にゲート信号が供給されず、逆接続保護リレー５２はＯＦＦ状態となる。また、逆接続保護リレー５２がフィルタコンデンサ１６よりバッテリ１５側に設けられるため、逆接続保護リレー５２がＯＦＦの時、フィルタコンデンサ１６には負バイアス電圧が印加されない。したがって、有極性のフィルタコンデンサ１６を負バイアス電圧に対して保護することができる。

［３］逆接続保護リレーの異常検出
２４Ｖ／４８Ｖのバッテリ電圧が印加される駆動回路において、グランドラインＬｇに設けられた逆接続保護リレー５２の異常を検出可能である。例えばモータ駆動装置１０１の起動後のイニシャルチェックで逆接続保護リレー５２の異常を検出することで、異常時処置を早期に実施することができ、信頼性が向上する。

（第２実施形態）
次に図５、図６を参照し、第２実施形態のモータ駆動装置１０２について説明する。第２実施形態では、制御回路３０２は、ＶＦ記憶部３１に代えて、寄生ダイオードの電圧降下ＶＦの範囲を電流又は温度に応じて可変に設定するＶＦ設定部３２を有する。ＶＦ設定部３２は、インバータ６０のグランドラインＬｇ側に設けられたシャント抵抗６７からグランド電流Ｉｇｎｄを取得する。

さらに、逆接続保護リレー５２の近傍に温度センサ５７が設けられた回路構成では、ＶＦ設定部３２は、温度センサ５７から寄生ダイオードの温度Ｔｅｍｐを取得してもよい。或いはＶＦ設定部３２は、外気温センサ等から取得した通電前の初期温度に、グランド電流Ｉｇｎｄと寄生ダイオードの抵抗とから算出したジュール熱を加えて、寄生ダイオードの温度Ｔｅｍｐを推定してもよい。

ＶＦ設定部３２は、寄生ダイオードの電圧降下ＶＦの電流特性及び温度特性をマップ等で記憶している。ＶＦ設定部３２は、グランド電流Ｉｇｎｄ又は温度Ｔｅｍｐに応じて寄生ダイオードの電圧降下の上限値ＶＦ＿ＵＬ及び下限値ＶＦ＿ＬＬを設定し、異常判定部３３に通知する。異常判定部３３は、通知された上下限値ＶＦ＿ＵＬ、ＶＦ＿ＬＬを用いてイニシャルチェックでの異常検出を行う。

イニシャルチェック時の電流、温度条件がばらつく場合、寄生ダイオードの電圧降下の上下限値ＶＦ＿ＵＬ、ＶＦ＿ＬＬを固定値に設定すると、逆接続保護リレー５２の異常検出において判定を誤るおそれがある。第２実施形態では、寄生ダイオードの電圧降下ＶＦの範囲を電流又は温度に応じて可変に設定することで、異常検出精度を向上させることができる。

（第３実施形態）
図７を参照し、第３実施形態のモータ駆動装置１０３について説明する。第３実施形態では、第１実施形態に対し、逆接続保護リレー５２のゲート－ソース間に、ツェナーダイオード５４Ｚ、抵抗５４Ｒ及びコンデンサ５４Ｃが並列接続されたＯＦＦ遅延回路５４が設けられている。ＯＦＦ遅延回路５４は、ゲートに供給される電圧が低下したとき、ＲＣ素子の時定数に基づき、ゲート－ソース間電圧の低下速度を遅くすることで、逆接続保護リレー５２がＯＦＦするまでの時間を遅延させる。

逆接続保護リレー５２がＯＮしている状態でバッテリ電圧に負サージが印加されると、インバータコンデンサ５６に充電されたエネルギーがバッテリ１５に回生される。このとき、ゲート－ソース間電圧が低下して逆接続保護リレー５２がＯＦＦすると、ドレイン－ソース間電圧が上昇してＭＯＳＦＥＴのブレークダウン電圧に至る。その状態が継続するとアバランシェ破壊に至るおそれがある。

そこで、ＯＦＦ遅延回路５４により、負サージ電圧の印加時に逆接続保護リレー５２がＯＦＦするまでの時間を遅延させることで、ドレイン－ソース間電圧が上昇してブレークダウン電圧に至ることが回避される。したがって、逆接続保護リレー５２のアバランシェ破壊を防止することができる。

（その他の実施形態）
（ａ）負荷駆動装置の「負荷」は三相モータ８０に限らず、単相モータや三相以外の多相モータでもよく、或いは、モータ以外のアクチュエータやその他の負荷でもよい。また「電力変換器」として、インバータに代えてＨブリッジ回路等が用いられてもよい。

（ｂ）逆接続保護リレー５２等は、ＭＯＳＦＥＴに限らず、寄生ダイオードを有する他のトランジスタで構成されてもよい。バイポーラトランジスタの場合、コレクタ及びエミッタをＦＥＴのドレイン及びソースに読み替えて解釈してよい。

（ｃ）逆接続保護リレー５２は、制御回路３０１、３０２からのゲート信号により駆動される構成に限らず、他の箇所からゲート電圧供給経路５３を介して供給されるゲート電圧により駆動されてもよい。例えば、降圧レギュレータ１８の出力電圧、ウェイクアップ信号としてＩＧラインＬｉｇに供給されるＩＧ電圧、又は、バッテリ１５から電源ラインＬｐに供給されるＰＩＧ電圧が逆接続保護リレー５２のゲートに供給されてもよい。ゲート電圧供給経路５３には、ゲート側からの電流の逆流を防止するダイオードや、ゲートに流れる電流を制限する抵抗が設けられてもよい。

（ｄ）上述のように、有極性のフィルタコンデンサが用いられる回路では、逆接続保護リレー５２は、グランドラインＬｇにおけるフィルタコンデンサ１６よりバッテリ１５側に設けられることが好ましい。一方、負バイアス電圧に対して耐性のある無極性のフィルタコンデンサが用いられる回路では、逆接続保護リレー５２は、グランドラインＬｇにおけるフィルタコンデンサ１６よりインバータ６０側に設けられてもよい。

（ｅ）本発明の負荷駆動装置は、電動パワーステアリング装置以外の車載装置や、車両に搭載される装置以外の各種負荷の駆動装置に適用されてもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

本開示に記載の制御回路及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御回路及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御回路及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０（１０１－１０３）・・・モータ駆動装置（負荷駆動装置）、
１５・・・バッテリ、
３０１、３０２・・・制御回路、
５２・・・逆接続保護リレー、
６０・・・インバータ（電力変換器）、 ８０・・・モータ（負荷）、
Ｌｐ・・・電源ライン、 Ｌｇ・・・グランドライン。

Claims (5)

1. バッテリ（１５）に接続される電源ライン（Ｌｐ）とグランドライン（Ｌｇ）との間に設けられ、前記バッテリの直流電力を変換して負荷（８０）に供給する電力変換器（６０）と、
   前記電力変換器の動作を制御する制御回路（３０１、３０２）と、
   前記グランドラインに設けられ、ＯＦＦ時に、前記バッテリが逆接続されたとき前記グランドラインから前記電力変換器を経由して前記電源ラインに流れる電流を遮断する逆接続保護リレー（５２）と、
   を備え、
   前記逆接続保護リレーは、前記グランドラインにおける前記バッテリ側にドレインが接続され、前記電力変換器側にソースが接続され、ソースからドレインへの電流を導通する寄生ダイオードを有するトランジスタで構成されており、
   前記制御回路は、前記逆接続保護リレーのソースからドレインへの電圧降下に相当するモニタ電圧（Ｖｍ）と、前記寄生ダイオードの電圧降下（ＶＦ）とに基づき、前記逆接続保護リレーの異常を検出する負荷駆動装置。
2. 前記制御回路は、当該負荷駆動装置の起動後のイニシャルチェックにおいて、
   前記逆接続保護リレーをＯＦＦ操作した状態での前記モニタ電圧であるＯＦＦ時モニタ電圧（ＶｍＯＦＦ）が前記寄生ダイオードの電圧降下の下限値（ＶＦ＿ＬＬ）より小さいとき、前記逆接続保護リレーがＯＮ固着異常であると判定する請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記制御回路は、当該負荷駆動装置の起動後のイニシャルチェックにおいて、
   前記逆接続保護リレーをＯＮ操作した状態での前記モニタ電圧であるＯＮ時モニタ電圧（ＶｍＯＮ）が、前記逆接続保護リレーをＯＦＦ操作した状態での前記モニタ電圧であるＯＦＦ時モニタ電圧（ＶｍＯＦＦ）以上のとき、前記逆接続保護リレーがＯＦＦ固着異常であると判定する請求項１に記載の負荷駆動装置。
4. 前記制御回路は、当該負荷駆動装置の起動後のイニシャルチェックにおいて、
   前記逆接続保護リレーをＯＦＦ操作した状態での前記モニタ電圧であるＯＦＦ時モニタ電圧（ＶｍＯＦＦ）が前記寄生ダイオードの電圧降下の上限値（ＶＦ＿ＵＬ）より大きいとき、前記逆接続保護リレーのソース又はドレインの少なくとも一方の端子が前記グランドラインと隔離している端子オープン異常であると判定する請求項１に記載の負荷駆動装置。
5. 前記逆接続保護リレーがＯＮ操作された状態で前記電力変換器に通電される通常動作中において、
   前記制御回路は、前記逆接続保護リレーをＯＦＦ操作した状態での前記モニタ電圧であるＯＦＦ時モニタ電圧（ＶｍＯＦＦ）を通常動作開始時に予め記憶しており、前記逆接続保護リレーをＯＮ操作した状態での前記モニタ電圧であるＯＮ時モニタ電圧（ＶｍＯＮ）が前記ＯＦＦ時モニタ電圧以上になったとき、前記逆接続保護リレーがＯＦＦ固着異常になったと判定する請求項１に記載の負荷駆動装置。

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