JP4270196B2 - バッテリ状態診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に設けられた車両状態制御装置に電源供給するバッテリの状態を診断するバッテリ状態診断装置に関する。

従来から、車載バッテリから電源供給される車両状態制御装置の１例として電動パワーステアリング装置が知られている。この電動パワーステアリング装置は、操舵ハンドルの操舵状態に応じて電動モータへの通電量を制御して操舵トルクを与える装置であるが、電力消費量がかなり高い。そのため、バッテリの能力が低下した場合には（以下、劣化と呼ぶ）、操舵トルクを発生させる電動モータへの通電量が制限されて所定の操舵トルクが得られなくなったり、同時に作動する他の電気制御システムへの電源電圧の低下を招くおそれがある。

従って、こうした状況になる前にバッテリ劣化を事前に検知し、運転者に対してバッテリ交換を促すようにすることが重要である。
車載バッテリの劣化を検出する装置として、例えば、特許文献１に示される電動ステアリング装置では、車輪を転舵する２組の電動モータを備え、バッテリからこの電動モータに大電流を流したときのバッテリ端子電圧の降下量に基づいてバッテリ状態を診断するようにしている。
特開２００５−２８９００

この特許文献１に示されるものでは、バッテリ状態の診断時に車輪が転舵されないようにするため、２組の電動モータのうちの一方を右転舵方向に駆動し、他方を左転舵方向に駆動するようにしている。
しかしながら、このようなバッテリ診断を行うためには、２組の独立した電動モータを必要とし、そうした構成を有さない一般的なシステムには適用できないという問題が存在する。

本発明の目的は、上記問題に対処するためになされたもので、複数の電動モータを備えない車両状態制御装置においても、車両状態を変化させることなく電動モータに通電してバッテリの状態を診断できるようにすることにある。

上記目的を達成するために、本発明の特徴は、電動モータと上記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを有して車両状態を制御する車両状態制御手段と、上記車両状態制御手段に電源供給するバッテリとを備えた車両に設けられ、上記バッテリから上記電動モータに通電したときの上記バッテリ電圧の変動状態に基づいて上記バッテリの状態を診断するバッテリ状態診断装置において、上記電動モータをブラシレスＤＣモータで構成するとともに、上記モータ制御手段は、上記バッテリ状態診断時においては、上記ブラシレスＤＣモータの回転子の永久磁石が作り出す磁束の作用軸となるｄ軸および上記ｄ軸に直交したｑ軸からなるｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電機子電流のみを所定の上限電流値以下に制限して流し、ｑ軸電機子電流を流さないように通電するｄ軸通電制御手段を備えたことにある。

上記のように構成した本発明によれば、バッテリ状態を診断するときには、ｄ軸通電制御手段により、ブラシレスＤＣモータのｄ−ｑ座標系におけるｄ軸上の電機子電流のみ流すため、回転トルクが発生しない。
一般に、永久磁石同期モータを構成するブラシレスＤＣモータのトルクは、ｄ−ｑ座標系において、電機子巻線鎖交磁束数とｑ軸電機子電流の積に比例し、ｄ軸電機子電流の値に影響されない。

従って、ブラシレスＤＣモータのｄ軸電機子電流を流すことにより、車両状態を変更することなくバッテリから電流を引き出すことができる。そして、バッテリ状態診断装置は、このときのバッテリ電圧の変動状態に基づいてバッテリの状態を診断する。
この結果、従来装置のように複数の電動モータを組み合わせて通電制御しなくても、車両状態を変化させずにバッテリから電流を引き出してバッテリ状態を診断することができ、汎用性が極めて高いものとなる。

例えば、ブラシレスＤＣモータを３相同期式永久磁石モータで構成した場合、ｄ軸通電制御手段は、ｄ−ｑ座標系における２相指令電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を３相の電機子電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）に変換する２相／３相変換手段と、モータに通電する電流の位相を決定するためのモータ回転角（磁石位置）検出手段とを備えるとよい。
また、例えば、バッテリ状態の診断は、バッテリから電動モータへの通電量（電流値）と、そのときのバッテリ電圧との測定値に基づいて行うとよい。

ブラシレスＤＣモータにおいては、ｄ軸電機子電流を流しすぎると、回転子に設けられた永久磁石が減磁してしまうが、本発明によれば、ｄ軸電機子電流に上限値が設定されるため、そうした不具合を防止することができる。

また、本発明の他の特徴は、上記ブラシレスＤＣモータの温度を測定あるいは推定により検出する温度検出手段を備え、上記ｄ軸通電制御手段は、上記検出された温度に応じて、上記上限電流値を設定することにある。

ブラシレスＤＣモータの回転子に設けられる永久磁石は、磁性体の種類により高温あるいは低音で減磁しやすくなる特性がある。例えば、希土類磁石では高温側で減磁しやすく、フェライト磁石では低音側で減磁しやすい。そこで本発明では、モータの温度を検出し、その検出温度に応じてｄ軸電機子電流の上限値を設定するため、精度よく減磁防止を図ることができる。

また、本発明の他の特徴は、上記車両状態制御手段は、操舵ハンドルの操舵状態に応じて、上記ブラシレスＤＣモータを駆動制御して操舵輪に対して所定の操舵力を付与する電動パワーステアリング装置であることにある。

電動パワーステアリング装置は、電動モータへの通電量が大きいため、バッテリ診断時において、大電流を流すことができ、十分なバッテリ診断を行うことができる。つまり、バッテリ診断を行うためには、バッテリからかなり大きな電流を引き出す必要があるが、もともと電動パワーステアリング装置では電動モータに大電流を流して作動するものであるためバッテリ診断に好適な負荷といえる。

しかも、一般に電動パワーステアリング装置は、電動モータへの通電量を精度よく制御するための電流センサを備えるため、この電流センサを有効利用してバッテリ状態を診断することができる。従って、電流センサを新たに設けなくてもよく、低コストでバッテリ状態の診断を行うことができる。
更に、バッテリ診断時に電動モータに通電しても電動モータは回転しないため、操舵トルクが発生せず、操舵ハンドルが回転してしまうことがない。この結果、運転者に対して安全にバッテリ状態の診断を行うことができる。

以下、本発明の一実施形態に係るバッテリ状態診断装置を備えた電動パワーステアリング装置について図面を用いて説明する。図１は、同実施形態に係る電動パワーステアリング装置を概略的に示している。

この電動パワーステアリング装置１は、大別すると、操舵輪へ操舵アシスト力を付与する操舵アシスト機構１０と、操舵アシスト機構１０の電動モータ１５を駆動制御するアシスト制御装置３０とから構成される。

操舵アシスト機構１０は、操舵ハンドル１１の回動操作に連動したステアリングシャフト１２の軸線周りの回転をラックアンドピニオン機構１３によりラックバー１４の軸線方向の運動に変換して、このラックバー１４の軸線方向の運動に応じて操舵輪である左右前輪ＦＷ１，ＦＷ２を操舵するようになっている。ラックバー１４には電動モータ１５が組み付けられている。電動モータ１５は、その回転に応じてボールねじ機構１６を介してラックバー１４を軸線方向に駆動することにより、操舵ハンドル１１の回動操作に対してアシスト力を付与する。電動モータ１５には回転角センサ１７が付設され、ステアリングシャフト１２の下端部には操舵トルクセンサ２０が組みつけられている。

回転角センサ１７はレゾルバにより構成され、電動モータ１５の回転角を検出して、検出した回転角を表す検出信号を出力する。操舵トルクセンサ２０は、ステアリングシャフト１２に介装されて上端および下端をステアリングシャフト１２に接続したトーションバー２１と、トーションバー２１の上端部および下端部にそれぞれ組み付けられたレゾルバ２２，２３とからなる。レゾルバ２２，２３は、トーションバー２１の上端および下端の回転角をそれぞれ検出して、検出した各回転角を表す検出信号をそれぞれ出力する。

アシスト制御装置３０は、主要部をマイクロコンピュータにより構成される電子制御装置４０と、電子制御装置４０からの制御信号により電動モータ１５を駆動制御するモータ駆動回路５０とからなる。また、電子制御装置４０は、その機能面からバッテリ診断部４１とモータ制御部４２とから構成される。

モータ制御部４２は、回転角センサ１７、操舵トルクセンサ２０および車両の速度を検出する車速センサ２８からの検出信号にもとづいて電動モータ１５への通電量を決定し、モータ駆動回路５０を制御して所定の操舵アシスト力を発生させる。また、後述するｄ軸電機子電流の上限値を設定するためにモータ温度センサ１８が接続される。

一方、バッテリ診断部４１は、モータ制御部４２を介して電動モータ１５に通電してバッテリ６０の状態を診断するもので、その診断開始条件として車両状態をチェックするために、ドアの開閉を検知するドアスイッチ８１、ドアのロックを検知するドアロックスイッチ８２、イグニッションキーの挿脱を検出するキースイッチ８３、および、診断結果を運転者に報知する報知器２９を接続している。

モータ駆動回路５０は、図２に示すように、３相インバータ回路を構成するもので、電動モータ１５の各コイルＣＬｕ，ＣＬｖ，ＣＬｗにそれぞれ対応したスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２を有する。これらのスイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２は、本実施形態においてはＭＯＳＦＥＴが用いられ、モータ制御部４２からのＰＷＭ制御信号によりオン・オフ制御される。また、モータ駆動回路５０には、電動モータ１５に流れる電流値を検出する電流センサ５３ａ、５３ｂ、５３ｃが各相に設けられる。以下、この３つの電流センサ５３ａ、５３ｂ、５３ｃを合わせて電流センサ５３と呼ぶ。

次に、電動モータ１５および電動モータ１５を駆動制御するモータ制御部４２について詳述する。
本実施形態の電動モータ１５としては、三相同期式永久磁石モータで構成したブラシレスＤＣモータが用いられる。この電動モータ１５は、ハウジング内に固定されたステータを備え、ステータに巻かれたコイルＣＬｕ，ＣＬｖ，ＣＬｗに３相電流（電機子電流）を流すことにより３相回転磁界を形成し、この３相磁界内を永久磁石を固着したロータが３相電流に応じて回転するものである。

モータ制御部４２は、電動モータ１５のコイルＣＬｕ，ＣＬｖ，ＣＬｗに流す３相電流を制御するもので、図３に示すように、車速ｖおよび操舵トルクＴＲを入力するアシスト電流を演算してフィードバック制御部４２ｃに指令するアシスト電流指令部４２ａを有する。
このアシスト電流指令部４２ａは、操舵トルクＴＲの増加にしたがって増加するとともに、車速ｖの増加にしたがって減少するアシストトルクに対応した２相指令電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を計算する。

尚、この２相指令電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）は、図１７の模式図に示すように、電動モータ１５の回転子上の永久磁石ＭＧが作り出す磁束と同一方向のｄ軸と、ｄ軸に直交したｑ軸とからなるｄ−ｑ座標系における電機子電流である。つまり、２相指令電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）は、ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸上のｄ軸電機子電流と、ｑ軸上のｑ軸電機子電流とからなる指令電流となる。
３相同期式永久磁石モータを構成するブラシレスＤＣモータのトルクは、ｄ−ｑ座標系において、電機子巻線鎖交磁束数とｑ軸電機子電流の積に比例し、ｄ軸電機子電流の値に影響されない。従って、アシスト制御中においては、回転トルクを発生するｑ軸電機子電流のみが流れるように通電指令され、ｄ軸電機子指令電流Ｉｄ＊は「０」に設定される。

また、モータ制御部４２は、後述するバッテリ状態診断制御時に電動モータ１５に通電指令する診断電流指令部４２ｂを備える。バッテリ状態診断制御は、後述するように電動モータ１５に所定電流を通電してそのときのバッテリ電圧に基づいてバッテリ状態を診断するものであるが、その時に電動モータ１５が回転しないように、診断電流指令部４２ｂにおいては、ｄ−ｑ座標系において回転トルクを発生しないｄ軸電機子電流のみ通電するように２相指令電流（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を用いてフィードバック制御部４２ｃに指令する。従って、この場合、ｑ軸電機子指令電流Ｉｑ＊は「０」となる。

また、ｄ軸電機子電流を流した場合、回転子に設けられた永久磁石には反対向きの磁束が加わることになる。そのため、ｄ軸電機子電流を流しすぎると永久磁石が減磁してしまう。しかも、永久磁石は、磁性体の種類により高温あるいは低音で減磁しやすくなる特性がある。例えば、ネオジウム等の希土類磁石では高温側で減磁しやすく、フェライト磁石では低音側で減磁しやすい。
そこで本実施形態においては、診断電流指令部４２ｂは、電動モータ１５の温度を検出するモータ温度センサ１８の検出信号を取り込み、検出温度に応じてｄ軸電機子電流の上限値を設定する。例えば、永久磁石に高温側で減磁しやすい希土類磁石を採用している場合には、図１６（Ａ）に示すように検出温度に応じてｄ軸電機子電流上限値Ｉｄｍａｘが設定され、低音側で減磁しやすいフェライト磁石を採用している場合には、図１６（Ｂ）に示すように検出温度に応じてｄ軸電機子電流上限値Ｉｄｍａｘが設定される。

モータ温度センサ１８としては、電動モータ１５のハウジングの温度やその雰囲気温度を検出する構成を採用してもよいが、そうした直接的な温度検出に代えて推定による検出であってもよい。例えば、外気温度を検出する外気温センサ、エンジンの吸気温度を検出する吸気温センサ、電子制御装置４０の図示しない回路基板の温度を検出する基板温センサなど既存の温度センサを用いて、モータ温度検出に代えてもよい。また、これらの外気温センサ、吸気温センサ、基板温センサの各検出温度を取り込み、これらの検出温度の組み合わせからモータ温度を推定してもよい。

アシスト電流指令部４２ａおよび診断電流指令部４２ｂからの指令信号は、フィードバック制御部４２ｃに出力される。このフィードバック制御部４２ｃには、電動モータ１５のコイルＣＬｕ，ＣＬｖ，ＣＬｗに流れる３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの検出値を２相電流に変換した２相電流Ｉｄ，Ｉｑの検出値が入力される。電動モータ１５に流れる３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは電流センサ５３により検出され、３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗから２相電流Ｉｄ，Ｉｑへの変換は、３相／２相変換部４２ｆによって行われる。

この３相／２相変換のために、３相／２相変換部４２ｆには、回転角センサ１７により検出されたモータ回転角を電気角に変換する回転角変換部４２ｇが接続されている。
フィードバック制御部４２ｃは、電動モータ１５のコイルＣＬｕ，ＣＬｖ，ＣＬｗに流れる３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをフィードバック制御するために、２相指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と２相検出電流Ｉｄ、Ｉｑとの偏差をあらわす差信号Ｉｄ＊−Ｉｄ，Ｉｑ＊−Ｉｑを算出する。
そして、２相電流の差信号Ｉｄ＊−Ｉｄ，Ｉｑ＊−Ｉｑは、２相／３相変換部４２ｄにて３相の信号に変換されてＰＷＭ制御部４２ｅに出力される。尚、この２相／３相変換のために、２相／３相変換部４２ｄには回転角変換部４２ｇからの電気角信号が入力される。

ＰＷＭ制御部４２ｅは、２相／３相変換部４２ｄからの３相信号に基づいて、差信号Ｉｄ＊−Ｉｄ，Ｉｑ＊−Ｉｑに対応したパルス幅変調（ＰＷＭ）制御信号をモータ駆動回路５０に出力する。
尚、このように構成されたモータ制御部４２は、本実施形態においてはマイクロコンピュータのプログラムの実行により実現されるものであって、図３に示す構成は、その各機能をブロック図にて表したものである。
また、本発明のｄ軸通電制御手段は、診断電流指令部４２ｂ、フィードバック制御部４２ｃ、２相／３相変換部４２ｄ、ＰＷＭ制御部４２ｅ、３相／２相変換部４２ｆ、回転角変換部４２ｇにて構成される。

次に、バッテリ６０の電源供給ラインの構成について図２を用いて説明する。
本実施形態で使用されるバッテリ６０は、定格電圧１２Ｖ仕様のものである。
このバッテリ６０の電源端子（＋端子）６１に接続される電源供給元ライン６２には、発電機としてのオルタネータ７０が接続されるとともに、イグニッションスイッチ８０を介して電動パワーステアリング装置１および他の電気制御システムＥＳが接続される。

電動パワーステアリング装置１への電源供給ラインは、イグニッションスイッチ８０の２次側（負荷側）に接続される制御電源供給ライン６３と、イグニッションスイッチ８０の1次側（電源側）に接続される駆動電源供給ライン６４とからなる。
駆動電源供給ライン６４には、電源リレー６５が設けられるとともに、電源リレー６５の負荷側に、制御電源供給ライン６３とを結ぶ連結ライン６６が設けられる。連結ライン６６には、制御電源供給ライン６３から駆動電源供給ライン６４へ電流が流れないようにする逆流防止素子としてのダイオード６７が設けられる。
また、制御電源供給ライン６３には、連結ライン６６との接続点よりも電源側に、電源側への電流の流れを防止する逆流防止素子としてのダイオード６８が設けられる。

制御電源供給ライン６３は電子制御装置４０への電源供給用に、また、駆動電源供給ライン６４はモータ駆動回路５０および電子制御装置４０への電源供給用に使用される。
駆動電源供給ライン６４に設けられた電源リレー６５は、電子制御装置４０からの信号により開閉されるもので、イグニッションスイッチ８０がオンしたのちオン（閉）し、イグニッションスイッチ８０がオフしたのち後述のバッテリ状態診断制御ルーチンが完了するとオフ（開）する。また、駆動電源供給ライン６４の電圧は、バッテリ検出電圧としてバッテリ診断部４１にモニタされる。

次に、電子制御装置４０が実行するバッテリ状態診断制御について説明する。
図４〜図７は、電子制御装置４０が実行するバッテリ状態診断制御ルーチンを表すもので、電子制御装置４０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶されている。
バッテリ状態診断制御ルーチンは、大別すると図４に示すように、バッテリ６０の診断開始条件をチェックする診断開始条件チェックルーチン（Ｓ１）と、電動モータ１５に実際に通電を行ってバッテリ電圧の低下レベルを検出する診断用モータ通電ルーチン（Ｓ５）と、そのバッテリ電圧低下レベルに基づいてバッテリ６０の状態を判定するバッテリ状態判定ルーチン（Ｓ８）とから構成される。

まず、バッテリの診断開始条件チェックルーチンについて、図５を用いて説明する。
図５は、電子制御装置４０が実行する診断開始条件チェックルーチンを表すもので、所定の短い周期で繰り返し実行され、診断開始条件が整ったときに本ルーチンを抜けてステップＳ５の診断用モータ通電ルーチンに移行し、途中でバッテリ劣化が判定され診断終了を決定したときに本ルーチンを抜けてステップＳ８のバッテリ状態判定ルーチンに移行する。

本ルーチンが起動すると、まず、イグニッションスイッチ８０がオフしたか否かを判断する（Ｓ１１）。イグニッションスイッチ８０がオフになるまで、この判断が繰り返され、イグニッションスイッチ８０のオフ操作が検出されると（Ｓ１１：ＹＥＳ）、フラグＦが０か否かを判断する（Ｓ１３）。このフラグＦは、本ルーチンの起動時には０に設定されており、後述するようにイグニッションスイッチ８０がオフしてから所定時間経過したときに１に設定されるものである。
従って、イグニッションスイッチ８０がオフ操作された直後においては、ステップＳ１３の判断は「ＹＥＳ」となり、時間計測用のタイマを増加させる（Ｓ１４）。このタイマは、イグニッションスイッチ８０がオフされてからの時間を計測するもので、ステップＳ１４が最初に行われたときには、タイマをスタートすることになる。

続いて、タイマによる計測が所定時間に達したか否かを判断し（Ｓ１５）、所定時間に達するまで、この処理を繰り返す。
そして、所定時間が経過するとステップＳ１５の判断が「ＹＥＳ」となり、タイマをゼロクリアするとともに（Ｓ１６）、フラグＦを１に設定する（Ｓ１７）。
こうして、イグニッションスイッチ８０がオフしたのち所定時間経過すると、図８に示すように、各電気制御システムＥＳの作動が停止して、バッテリ６０から流れる電流量は、ごくわずかな量（暗電流分）となる。つまり、タイマで計測する所定時間を、各電気制御システムＥＳが停止するのに必要な時間相当に設定している。

続いて、ステップＳ１８に移行し、バッテリ検出電圧Ｖｘを読み込み、そのバッテリ検出電圧Ｖｘと最低基準電圧Ｖｍｉｎ０（本実施形態ではＶｍｉｎ０＝１１Ｖ）とを比較する（Ｓ１８）。そして、Ｖｘ＜Ｖｍｉｎ０である場合は（Ｓ１８：ＹＥＳ）、後述するバッテリ６０の診断を行うまでもなくバッテリ６０が劣化状態にあると判断して（Ｓ１９）、診断終了信号を出力し（Ｓ２０）ステップＳ８のバッテリ状態判定ルーチンへ移行する。

一方、ステップＳ１８において、バッテリ電圧Ｖｘが最低基準電圧Ｖｍｉｎ０以上ある場合には、更に、次の３つの診断開始条件をチェックする。
つまり、イグニッションキーが抜かれていること（Ｓ２１）、車両のドアが開閉されたこと（Ｓ２２）、ドアロックがなされたこと（Ｓ２３）の３つの条件が成立したかどうかを判断する。ステップＳ２１の判断はイグニッションキーの挿脱に応じてオンオフするキースイッチ８３の信号を、ステップＳ２２の判断はドアの開閉に応じてオンオフするドアスイッチ８１の信号を、ステップＳ２３の判断はドアロックの有無に応じてオンオフするドアロックスイッチ８２の信号をそれぞれ読み込むことにより判断される。
そして、この３つの条件が成立したときに、運転者が車両から降りていると推定してバッテリ状態の診断開始許可がおり（Ｓ２４）、ステップＳ５の診断用モータ通電ルーチンに移行する。

一方、こうした３つの条件が成立しない間は、次の診断用モータ通電処理に移行せずに、上述した処理が繰り返し実行される。そして、この繰り返し処理の最中にイグニッションスイッチ８０がオンされた場合には（Ｓ１１：ＮＯ）、フラグＦを０に戻しておく（Ｓ１２）。こうして、再度イグニッションスイッチ８０がオフされたときには、上述した処理を最初からやり直すようにしている。
また、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の３つの条件が成立しない時間を計測し（Ｓ２５）、所定時間経過してもこの条件が成立しなければ（Ｓ２６：ＹＥＳ）、この制御ルーチンを終了する。

次に、ステップＳ５の診断用モータ通電制御ルーチンについて説明する。
図６は、電子制御装置４０が実行する診断用モータ通電制御ルーチンを表すもので、所定の周期で繰り返し実行される。
まず、フラグＦが１か否かを判断する（Ｓ５１）。この制御ルーチンが起動されたときには、上述したステップＳ１７においてフラグＦは１にセットされていることから、必ず「ＹＥＳ」と判断される。尚、このフラグＦは、後述するように、電動モータ１５への通電開始前には１に、通電中には２に、通電停止中には３にセットされるものである。

続いて、電動モータ１５に通電することができるｄ軸電機子電流上限値Ｉｄｍａｘが後述の設定電流値Ｉｄ３（図９に示す３回目の通電電流Ｉ３を２相変換したｄ軸電機子電流値）以上であるか否かを判断する（Ｓ５２）。ｄ軸電機子電流上限値Ｉｄｍａｘは、モータ温度センサ１８による検出温度から図１６（Ａ）あるいは（Ｂ）に示すテーブルを参照して演算される。そして、Ｉｄｍａｘ≧Ｉｄ３であれば、次のステップＳ５３からの通電処理に移行する。一方、Ｉｄｍａｘ＜Ｉｄ３であれば、電動モータ１５の永久磁石の減磁を回避するためにバッテリ診断用モータ通電制御を終了する。

ステップＳ５２の判断が「ＹＥＳ」、つまり、ｄ軸電機子電流上限値Ｉｄｍａｘが設定電流値Ｉｄ３以上であれば、ステップＳ５３処理に移行し、第１回目の電動モータ１５への通電を開始する。尚、ステップＳ５３の「ｎ」は、診断開始時においてはｎ＝１に設定される。
本実施形態では、例えば、図９に示すように３回に分けて通電する。この場合、電動モータ１５に流す電流は、診断電流指令部４２ｂからの２相指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と、電流センサ５３にて検出した３相電流を２相電流に変換した２相検出電流Ｉｄ、Ｉｑとの偏差をあらわす差信号Ｉｄ＊−Ｉｄ，Ｉｑ＊−Ｉｑに基づいて、ＰＷＭ制御部４２ｅがモータ駆動回路５０の各スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２のパルス幅を調整することで所定電流値に調整される。

この場合、モータ制御部４２は、通電により電動モータ１５が回転しないように、ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電機子電流のみ流して、ｑ軸電機子電流は流さないようにする。
従って、バッテリ診断のために電動モータ１５に通電するときには電動モータ１５が回転しないため、操舵ハンドル１１が回転することは無く、仮に運転席に人が乗っていても安全である。
また、各回の通電にあたり、通電開始時と終了時は、徐々に電流値を増加／減少させる。
尚、ｄ軸電機子電流のみを流すように制御していても、仮に電動モータ１５が回転した場合には、その時点で通電を停止してバッテリ状態の診断を終了するようにするとよい。

ステップＳ５３にて第１回目の電動モータ１５への通電を開始したら、続いて、フラグＦを２にセットする（Ｓ５４）。
そして、通電時間を計測する通電タイマをインクリメントし（Ｓ５５）、通電タイマが所定時間経過したか否かを判断する（Ｓ５６）。所定時間経過するまでのあいだ電動モータ１５への通電が継続されるが、その途中で、バッテリ検出電圧Ｖｘが予め設定した所定電圧Ｖｍｉｎ１（本実施形態ではＶｍｉｎ１＝９Ｖ）を下回ったか否かを判断し（Ｓ５７）、Ｖｘ＜Ｖｍｉｎ１となる場合は、バッテリ６０が劣化状態にあり、これ以上通電による診断を続けることはバッテリ６０を更に劣化させるため好ましくないと判断して通電を停止し（Ｓ５８，Ｓ５９）、ステップＳ８の処理に抜ける。

一方、ステップＳ５７において、バッテリ検出電圧Ｖｘが所定電圧Ｖｍｉｎ１以上あると判断された場合には、更に、バッテリ診断の中断条件が検出されているか否かを判断する（Ｓ６０）。そして、中断条件が検出されている場合には、通電を停止して（Ｓ７５）本制御ルーチンを終了する。つまり、本制御ルーチンが行われている途中で、イグニッションスイッチ８０がオンされた場合、キースイッチが挿入された場合、ドアが開閉された場合、ドアロックが解除された場合には本制御ルーチンを終了する。
また、中断条件が発生していない場合は、本制御ルーチンのステップＳ５１に戻るが、この場合には、フラグＦが２に設定されているため、ステップＳ５１からステップＳ５５に移行して通電タイマをインクリメントし、所定時間の通電が完了するまで同様の処理を繰り返す。

こうして、通電開始後から、所定時間経過して通電タイマがタイムアップすると（Ｓ５６：ＹＥＳ）、通電タイマをゼロクリアし（Ｓ６１）、バッテリ検出電圧Ｖｘが正常基準電圧Ｖｎ０より高いか否かを判断する（Ｓ６２）。
本制御ルーチンにおいては、後述する処理からわかるように電動モータ１５への通電を３回に分けているため、その通電回数（ｎ回目）に応じてこの正常基準電圧Ｖｎ０は予め設定されており、良好なバッテリ６０の電圧低下特性に基づいて、その値が設定される。
そして、ステップＳ６１の判断において、Ｖｘ＞Ｖｎ０であれば、この時点で、バッテリ６０の状態は良好であると判断して通電を停止し（Ｓ６３，Ｓ６４）、ステップＳ８の処理に抜ける。

一方、ステップＳ６２において、バッテリの検出電圧Ｖｘが正常基準電圧Ｖｎ０以下であれば、バッテリ検出電圧Ｖｘを電子制御装置４０内の不揮発性メモリに記憶し（Ｓ６５）、通電を停止する（Ｓ６６）。
続いて、フラグＦを３にセットし（Ｓ６７）、停止タイマをインクリメントする（Ｓ６８）。この停止タイマは、通電終了からの経過時間を計測するもので、この期間においてフラグＦが３にセットされる。そして、停止タイマがタイムアップするまで、上述したステップＳ５７，Ｓ６０の判断が繰り返される。

こうして、停止タイマにより所定時間の経過が計測されると、停止タイマをゼロクリアし（Ｓ７１）、フラグＦを１にセットし（Ｓ７２）、カウンタ値ｎを値１だけ増加させる（Ｓ７３）。このカウンタ値ｎは、通電回数を表すもので、初期値は１に設定されている。従って、１回の通電後はカウンタ値が２に変更される。
そして、ステップＳ７４において、カウンタ値ｎが４であるか否かを判断し、ｎ＝４になるまで上述した処理が繰り返される。つまり、図９に示すように、電動モータ１５に３回分けて所定の電流を通電し（ｄ軸電機子電流のみの通電）、それぞれの通電時におけるバッテリ検出電圧Ｖｎｘを記憶する。

この場合、ステップＳ５３における通電は、カウンタ値ｎが大きくなるほど電流値が大きくなるように設定される（Ｉ１＜Ｉ２＜Ｉ３）。この理由は、初回通電時からいきなり大電流を流した場合には、バッテリ６０の状態によっては、バッテリ電圧が急激に低下してしまい車両の常時通電システムがダウンしてしまうおそれがあるからである。
また、複数回に分けて通電することで、バッテリ６０の消費電力を抑えることもできる。この場合、１回の通電時間は１秒以内が望ましい。

また、各通電期間においては、通電開始時に電流を徐々に増大させ（図９のＡ部参照）、通電終了時に電流を徐々に低下させる（図９のＢ部参照）ことで、万が一電動モータ１５に回転トルクが発生しても、その回転作動が急激なものとならないように安全配慮している。
更に、途中でバッテリ状態が判断できた場合、つまり、バッテリ状態が全く正常である場合や極端に劣化している場合には、その判断時点で通電を終了しているため、必要以上にバッテリ６０の電力を消費することが無い。
上述した処理により、３回の通電が終了すると、次に、ステップＳ８のバッテリ状態判定処理に移行する。

ここでステップＳ５２の処理について補足説明する。
この診断用モータ通電制御においては、電動モータ１５のｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電機子電流を流すようにしているが、ｄ軸電機子電流を流しすぎると、回転子に設けられた永久磁石が減磁するおそれがある。しかも、永久磁石は、磁性体の種類により高温あるいは低音で減磁しやすくなる特性がある。そこで、診断電流指令部４２ｂには、モータ検出温度に応じてｄ軸電機子電流上限値Ｉｄｍａｘが設定される。
そして、上述した診断用モータ通電制御中において、モータ温度に応じて設定されるｄ軸電機子電流上限値Ｉｄｍａｘが下がり、予め設定された３回目の通電時の設定電流値Ｉ３を２相変換したｄ軸電機子電流値Ｉｄ３よりも下回る場合には（Ｓ５２：ＮＯ）、バッテリ診断のための通電により永久磁石が減磁してしまうおそれがあるため、ステップＳ７５に移行して、通電状態であれば通電を停止してバッテリ診断用モータ通電制御を終了するようにしている。
この結果、バッテリ状態の診断時における電動モータ１５の永久磁石の減磁を良好に防止することができる。

次に、電子制御装置４０が実行するバッテリ状態判定ルーチンについて図７を用いて説明する。
本ルーチンが起動すると、まず、バッテリ状態が判定済みであるか否かを判断する（Ｓ８１）。つまり、上述したステップＳ６３でバッテリ状態が良好と判断された場合、および、ステップＳ１９、ステップＳ５８でバッテリ状態が不良と判断された場合には、バッテリ状態が判定済みであると判断し、それ以外は、判定済みでないと判断する。

そして、判定済みで無い場合には、ステップＳ８２に移行する。ここでは、上述したステップＳ６５において記憶したバッテリ検出電圧Ｖ３ｘ（３回目の通電時のバッテリ検出電圧）が過去に検出したバッテリ検出電圧Ｖ３ｘの最大値Ｖ３ｉよりも高いか否かを判断する。そして、今回のバッテリ検出電圧Ｖ３ｘが、過去に検出したバッテリ検出電圧Ｖ３ｘの最大値Ｖ３ｉよりも高い場合には、今回のバッテリ検出電圧Ｖ３ｘを過去に検出したバッテリ検出電圧Ｖ３ｘの最大値Ｖ３ｉとして更新記憶する（Ｓ８３）。つまり、バッテリ６０の初期状態におけるバッテリ電圧特性を記憶しておくのである。以下、最大値Ｖ３ｉをバッテリ電圧初期値Ｖ３ｉと呼ぶ。

続いて、ステップＳ８４にて、バッテリ６０の劣化度Ｄを判定する。本実施形態では、バッテリ電圧初期値Ｖ３ｉから今回検出したバッテリ検出電圧Ｖ３ｘを引いた値をバッテリの劣化度Ｄとする（Ｄ＝Ｖ３ｉ−Ｖ３ｘ）。
尚、本明細書中においては、バッテリ６０が劣化している場合と、バッテリ６０の充電率が低下している場合とを特別に区別することなく、バッテリ６０の保有する電力量が少なくなっている状態をバッテリ６０が劣化していると表現し、その保有する電力量が少ないほどバッテリ６０の劣化度Ｄが高いと表現する。

図１０は、バッテリ６０の劣化度Ｄに応じた電圧変動特性を表す。
この例において、電圧変動特性Ｌ１は、バッテリ６０の初期状態におけるもので、劣化度Ｄが高いほど通電電流の増大に対して電圧降下が大きくなる（図中に付した符号Ｌの末尾につけた数値が大きいほど劣化度Ｄが高い）。
従って、一番大きな電流を流す３回目の通電時におけるバッテリ検出電圧Ｖ３ｘをバッテリ電圧初期値Ｖ３ｉと比較することで、バッテリ６０の劣化状態を精度よく判断することができる。

尚、この図１０に示した例で、電圧変動特性Ｌ４を有する状態のバッテリにおいては、２回目の通電時にバッテリ検出電圧Ｖ２ｘが所定電圧Ｖｍｉｎ１（９Ｖ）を下回ってしまい、上述したステップＳ５８にて劣化大と判断され、この時点で診断を終了してバッテリ検出電圧Ｖ３ｘは測定されないが、こうしたケースのものについては、劣化度Ｄを最大値に設定する。
また、上述したステップＳ６２にて、バッテリ状態が良好であると判定されたケースにおいては、劣化度Ｄは最小値に設定される。

こうしてバッテリの劣化度Ｄが算出されると、次に、この劣化度Ｄに基づいて、アシスト電流の上限電流値Ｉａｓｍａｘを決定する（Ｓ８５）。このアシスト電流の上限電流値Ｉａｓｍａｘは、図１１の参照テーブルに示すように、劣化度Ｄが高いほど低い値に設定される。尚、この参照テーブルは、電子制御装置４０のＲＯＭ内に予め記憶されている。
アシスト電流は、所定の操舵トルクを発生するために電動モータ１５に通電する電流のことで、本実施形態においては、図１２に示すように、操舵トルクＴＲと車速ｖとから決定される。
こうして、アシスト電流の上限値Ｉａｓｍａｘが決定されると、本バッテリ状態判定制御ルーチンが終了する。

この制御ルーチンで得られたバッテリ状態の診断結果は、アシスト上限電流値Ｉａｓｍａｘに反映されるだけでなく、次の運転開始時に、報知器２９から運転手に対して報知するようにするとよい。この場合には、バッテリ状態の診断結果を見て適切な時期にバッテリ交換を行うことが可能となり、電動パワーステアリング装置１の操舵アシスト機能を十分得られるだけでなく、各種の電気制御システムＥＳが常に良好に作動することになる。また、突然、電気制御システムがダウンしてしまうといったことも防止できる。更に、まだバッテリ劣化していないうちにバッテリ交換をしてしまうという無駄も防止できる。

尚、バッテリ状態の診断にあたっては、バッテリ６０から引き出される電流値を正確に検出する必要があるが、本実施形態では、モータ駆動回路５０の電流センサ５３で検出した電流値に基づいて、バッテリ６０から引き出される電流値を推定する。
例えば、電流センサ５３で検出した電流値と、電子制御装置４０で使用される電流分（既知）、および他の電気制御システムＥＳで使用される暗電流分（既知）を合計することでバッテリ６０から引き出される電流値を推定することができる。

次に、電子制御装置４０のモータ制御部４２が実行するアシスト制御処理について説明する。
図１３は、モータ制御部４２が実行するアシスト制御ルーチンを表すもので、電子制御装置４０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、短い周期で繰り返し実行される。

イグニッションスイッチ８０のオンにより本制御ルーチンが起動すると、まず、ステップＳ１０１にて、車速センサ２８によって検出された車速ｖと、操舵トルクセンサ２０のレゾルバ２２，２３によって検出した回転角度の差から演算された操舵トルクＴＲを読み込む。
続いて、図１２に示すアシスト電流テーブルを参照して、入力した車速ｖおよび操舵トルクＴＲに応じた必要アシスト電流Ｉａｓを計算する（Ｓ１０２）。アシスト電流テーブルは、電子制御装置４０のＲＯＭ内に記憶されるもので、図１２に示すように、操舵トルクＴＲの増加にしたがって必要アシスト電流Ｉａｓも増加し、しかも、車速ｖが低くなるほど大きな値となるように設定される。

次に、上述したバッテリ状態診断制御ルーチンで決定したアシスト上限電流値Ｉａｓｍａｘを読み込む（Ｓ１０３）。
続いて、ステップＳ１０２で算出された必要アシスト電流値ＩａｓとステップＳ１０３で読み込んだアシスト上限電流値Ｉａｓｍａｘとから、その小さいほうの電流値を電動モータ１５に流す目標アシスト電流値として決定する（Ｓ１０４）。従って、電動モータ１５に通電する目標アシスト電流値は、必要アシスト電流値Ｉａｓが上限電流値Ｉａｓｍａｘよりも小さければ必要アシスト電流Ｉａｓとなり、必要アシスト電流値Ｉａｓが上限電流値Ｉａｓｍａｘよりも大きければ上限電流値Ｉａｓｍａｘとなる。

この場合、アシスト電流指令部４２ａにて目標アシスト電流Ｉａｓに対応した２相指令電流Ｉｄ＊、Ｉｑ＊が演算されるが、ｄ−ｑ座標系におけるｑ軸電機子電流のみ通電指令するようにして、ｄ軸電機子電流は「０」に設定される。

続いて、決定された目標アシスト電流値になるように電動モータ１５に通電し所定のアシストトルクを発生させる（Ｓ１０５）。
こうした処理を繰り返し実行することで、バッテリ状態に応じた適切なアシスト電流を電動モータ１５に流すことができる。

尚、アシスト制御ルーチンはイグニッションスイッチ８０のオンにより起動するが、直前回のイグニッションスイッチ８０のオフ操作から今回のオン操作までの期間が所定期間（例えば半年間）以上経過している場合には、バッテリ状態が大幅に変化している可能性があるため、上述した前回のバッテリの診断結果（劣化度Ｄ）を無効にして、劣化度Ｄに応じて設定されるアシスト上限電流値Ｉａｓｍａｘを無視する。つまり、アシスト上限電流値Ｉａｓｍａｘの制限を行わない。あるいは、アシスト上限電流値Ｉａｓｍａｘを補正するようにしてもよい。

以上説明した本実施形態のバッテリ状態診断装置を備えた電動パワーステアリング装置１によれば、以下の効果を奏する。
１．イグニッションスイッチ８０のオフにより各種の電気制御システムＥＳへの電源供給が停止された後に、電動パワーステアリング装置１の電動モータ１５に通電してバッテリ状態の診断を行うため、他の電気制御システムＥＳの作動やオルタネータ７０の発電によるバッテリ診断への悪影響が無く、しかも、十分な診断時間をとることができるため、精度の高い診断結果を得ることができる。

２．モータ駆動回路５０に備えた電流センサ５３を利用してバッテリ診断時に所定の電流を流すことができるため、バッテリ診断用に特別な電流センサを設ける必要が無く、コストメリットが得られる。

３．消費電流の大きな電動パワーステアリング装置１を使ってバッテリ診断を行うため、バッテリ診断時においてバッテリ６０からの引込電流値を大きくとることができ、バッテリ状態の診断精度が高くなる。

４．バッテリ診断時は、電動モータ１５のｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電機子電流のみ流すようにして、ｑ軸電機子電流に流さないため、回転トルクが発生せず、操舵ハンドル１１が回転してしまうことが無い。従って、運転者に対して安全にバッテリ状態を診断することができる。
このため、従来装置のように複数の電動モータを互いに逆方向に駆動するといった複雑な構成を必要とせず、簡単な構成で車両状態を変化させることなくバッテリの状態を診断することができ、非常に汎用性の高いものとなる。

５．ｄ軸電機子電流を流すに当たって、モータ温度に応じた上限電流値を設定し、その上限電流値以下の範囲にて通電するようにしているため、回転子の永久磁石の減磁を良好に防止することができる。

６．バッテリ診断時には、電動モータ１５への通電量が徐々に増加されることから、いきなりバッテリ電圧が低下してしまい車両の常時通電システムがダウンしてしまうといった不具合が防止される。また、万が一電動モータ１５に回転トルクが働いたとしても、急激に動作しないため安全である。

７．電動モータ１５に断続的に通電することより、バッテリ６０の電力消費量を抑えることができる。また、通電回数の増加にあわせて電流値を増加させるため、電動モータ１５への急激な通電が回避され、バッテリ電圧が急に低下してしまうことも無い。また、通電回数が所定回数に達しないうちにバッテリ診断ができた場合には、その時点で通電を終了するため、この点においても、バッテリ６０の電力消費量を抑えることができる。

８．バッテリ劣化の判定にあたっては、実際のバッテリの初期状態の電圧値（検出電圧Ｖ３ｉ）と診断時の電圧値（検出電圧Ｖ３ｘ）とを比較しておこない、しかも、検出電圧Ｖ３ｘが過去の計測値に比べて高い場合には、その値を初期状態の電圧値Ｖ３ｉとして更新記憶するようにしているため、バッテリ６０の個体差による電圧特性のばらつきの影響が無く、常に初期状態に対する診断が可能となり、精度の高い診断結果が得られる。

９．バッテリ劣化度Ｄに応じて、アシスト電流の上限値を決定しているため、電動モータ１５への通電量を過剰に制限してしまうことが防止され、操舵アシストトルクが適正に得られる。逆に、電動モータ１５への上限電流値を高く設定しすぎて他の電気制御システムＥＳへの電力供給量が過剰に抑えられてしまうといった不具合も防止される。この結果、バッテリ６０の限られた電力をバランスよく各電気制御システムＥＳに配分することが可能となる。

１０．イグニッションスイッチ８０のオフ動作から次のオン動作までの経過時間が所定時間を越える場合には、前回までに行われたバッテリ状態の診断結果を無効にし、劣化度Ｄに応じて設定される上限電流値Ｉａｓｍａｘを無視するため、誤った診断結果を使った制御を防止することができる。

１１．バッテリ状態の診断開始条件をチェックしているとき（通電開始前）に、バッテリ６０の劣化が判定された場合には、その時点で診断を終了しているため、診断のための通電による電力消費を防止しバッテリ６０の更なる劣化を防ぐことができる（Ｓ１８〜Ｓ２０）。

１２．通電を開始してバッテリ状態を診断している途中でバッテリ電圧が所定電圧を下回った場合には、バッテリ状態が不良であるとして、その時点で通電を終了させるため、通電続行によりバッテリ残容量をさらに低下させてしまうといった不具合が防止される（Ｓ５７〜Ｓ５９）。

１３．バッテリ６０への通電を開始したのち、バッテリ電圧が通電量に応じて設定される所定電圧以上であることが確認されれば、その時点でバッテリ６０が良好状態にあると判断して診断を終了するため、必要以上にバッテリ６０に通電することがなく、診断にかかるバッテリ６０の消費電力を抑えることができる（Ｓ６２〜Ｓ６４）。

１４．バッテリ状態を診断するときに、その診断開始条件として、イグニッションキーの抜き操作、ドアの開閉操作、ドアロック状態を確認し、運転者が車両から降りていると推定される状態で電動モータに通電することができるため安全である（Ｓ２１〜Ｓ２４）。しかも、運転者による操舵ハンドル１１の操作が行われないため、電動モータ１５から回生電力が発生することが無く、バッテリ診断に悪影響を及ぼさない。

以上、本実施形態としてのバッテリ状態診断装置を備えた電動パワーステアリング装置１について説明したが、次に、上述したステップＳ５の診断用モータ通電ルーチンにかかる別の実施形態について説明する。

図１４は、他の実施形態としての診断用モータ通電ルーチンを表すもので、電子制御装置４０のＲＯＭ内に制御プログラムとして記憶され、所定の周期で繰り返し実行される。
まず、フラグＦが１か否かを判断する（Ｓ５０１）。このルーチンが起動したときには、上述したステップＳ１７においてフラグＦは１にセットされていることから、必ず「ＹＥＳ」と判断される。尚、このフラグＦは、電動モータへの通電開始前には１に、通電中には２にセットされる。

続いて、ステップＳ５０２の処理に移行し、通電タイマをスタートさせる。この通電タイマは、通電開始からの時間を計測するものである。そして、この通電タイマのタイマ値に応じた電流値で電動モータ１５に通電する（Ｓ５０４）。
このタイマ値に応じた電流値は、図１５のテーブルに基づいて決定される。本実施形態においては、例えば、通電時間Ｔｓ＝５秒間、５秒経過時のｄ軸電機子電流値Ｉｄａ＝５０アンペアとなるように電流値を徐々に（例えば経過時間に比例させて）増大させる。

但し、ステップＳ５０３において、モータ温度に応じて設定されるｄ軸電機子電流上限値Ｉｄｍａｘが、この５秒経過時の電流値Ｉｄａ以上あるか否かを判断し、Ｉｄｍａｘ＜Ｉｄａであると判断された場合には、この診断用モータ通電ルーチンを終了する。

電動モータ１５に流す電流量は、電流センサ５３からの信号に基づいてモータ駆動回路５０の各スイッチング素子ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ２１，ＳＷ２２，ＳＷ３１，ＳＷ３２をＰＷＭ制御することで所定電流に調整される。この場合においても、先の実施形態と同様に、電動モータ１５が回転しないように、ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電機子電流のみ流すようにする。

続いて、フラグＦを２にセットする（Ｓ５０５）。
次に、通電タイマによる計測時間が所定時間Ｔｓを越えたか否かを判断し（Ｓ５０６）、所定時間Ｔｓを越えるまで、以下の処理を繰り返し行う。
まず、バッテリ検出電圧Ｖｘを読み込み、この検出電圧Ｖｘが、通電量に応じて予め設定された基準電圧Ｖｔ０より大きいか否かを判断する（Ｓ５０７）。そして、Ｖｘ＞Ｖｔ０であれば、バッテリ６０は正常状態にあると判定し（Ｓ５０８）、通電タイマをゼロクリアするとともに（Ｓ５０９）、電動モータ１５への通電を停止して（Ｓ５１０）ステップＳ８のバッテリ状態判定ルーチンに移行する。
この予め設定された基準電圧Ｖｔ０は、例えば、図１０の電圧変動特性Ｌ１と考えてよい。つまり、診断したバッテリ６０の電圧特性が、正常時のバッテリ電圧特性Ｌ１よりも図１０のグラフにおいて上に位置するときに、バッテリ６０は正常状態にあると判断するわけである。

ステップＳ５０７において、「ＮＯ」と判断された場合には、次に、バッテリ検出電圧Ｖｘが予め設定した所定電圧Ｖｍｉｎ１（本実施形態ではＶｍｉｎ１＝９Ｖ）を下回っているか否かを判断し（Ｓ５１１）、Ｖｘ＜Ｖｍｉｎ１と判断された場合には、バッテリ６０が劣化状態にあると判断して（Ｓ５１２）通電タイマをゼロクリアするとともに（Ｓ５０９）、電動モータ１５への通電を停止して（Ｓ５１０）ステップＳ８のバッテリ状態判定ルーチンに移行する。
例えば、図１０において、電圧変動特性Ｌ４がこのケースに該当する。

一方、ステップＳ５１１において「ＮＯ」と判断された場合には、更に、バッテリ診断の中断条件が検出されているか否かを判断し（Ｓ５１３）、バッテリ診断の中断条件が検出された場合、つまり、途中でイグニッションスイッチ８０がオンされた場合、キースイッチが挿入された場合、ドアが開閉された場合、ドアロックが解除された場合には、通電タイマをゼロクリアするとともに（Ｓ５１４）、電動モータ１５への通電を停止して（Ｓ５１５）本制御ルーチンを終了する。つまり、この時点でバッテリ状態の診断を中止する。

また、中断条件が発生しない場合は、繰り返し本ルーチンのステップＳ５０１に戻るが、この場合には、フラグＦが２に設定されているため、ステップＳ５０１からステップＳ５０３に移行し、タイマ値に応じて電流値を増大させ上述した処理を繰り返す。
こうした処理を繰り返し、通電タイマが所定時間Ｔｓを計測すると（Ｓ５０６：ＹＥＳ）、そのときのバッテリ検出電圧Ｖｘを読み込み、電子制御装置４０内に設けられた不揮発性メモリ内に記憶する（Ｓ５１６）。そして、通電タイマをゼロクリアするとともに（Ｓ５０９）電動モータ１５への通電を停止して（Ｓ５１０）、ステップＳ８のバッテリ状態判定ルーチンに移行する。

この場合、所定時間Ｔｓ経過時のバッテリ検出電圧Ｖｘがバッテリ劣化度Ｄの判定要素となる。つまり、先の実施形態のバッテリ状態判定ルーチンにおけるバッテリ検出電圧Ｖ３ｘが、この実施形態におけるバッテリ検出電圧Ｖｘに相当する。また、バッテリ電圧初期値Ｖ３ｉについても、過去のバッテリ検出電圧Ｖｘの最大値として、記憶更新していくようにすればよい。

以上説明した別の実施形態の診断用モータ通電ルーチンによれば、電動モータ１５への連続した１回の通電でバッテリ状態を診断するため、バッテリ６０内の化学反応が十分に行われるとともに、実際の使用環境に近い条件でバッテリ状態を診断しているため、診断結果の精度が一層向上する。つまり、実際の車両走行中においては、バッテリ６０から連続的に電流が引き出されるが、この実施形態においても時間をかけて電流を引き出しているため、使用環境に近い条件での診断が可能となり、精度の高い診断結果が得られる。

以上、本実施形態のバッテリ劣化装置を備えた電動パワーステアリング装置１について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

例えば、本実施形態では、イグニッションスイッチ８０のオフ操作から所定時間経過後にバッテリ状態の診断（通電）を開始するようにしているが、どのようなタイミングでバッテリ状態の診断を行ってもかまわない。

また、本実施形態においては、バッテリ状態の診断を電動パワーステアリング装置１を用いて行っているが、必ずしもその必要はなく、ブラシレスＤＣモータを備えたシステム、例えば、電気制御式サスペンション装置や電気制御式ブレーキ装置などを使って診断することも可能である。
更に、電流値の計測は、モータ駆動回路５０の電流センサ５３を利用する必要もなく、例えば、バッテリ端子部６１に電流センサを設けて測定してもよい。
また、実施形態における、電圧値、電流値、時間、通電回数等の数値については一例を示すものに過ぎず、任意に設定できるものである。

本発明の実施形態に係るバッテリ状態診断装置を備えた電動パワーステアリング装置の全体構成図である。 電動パワーステアリング装置の主に電源供給系を表す概略回路構成図である。 モータ制御部の機能を表す機能ブロック図である。 バッテリ状態診断制御ルーチンの全体を表すフローチャートである。 診断開始条件チェックルーチンを表すフローチャートである。 診断用モータ通電ルーチンを表すフローチャートである。 バッテリ状態判定ルーチンを表すフローチャートである。 イグニッションスイッチのオフ後の状態を表すタイミングチャートである。 通電電流とバッテリ電圧の変化を表すグラフである。 通電電流の増加に対するバッテリ電圧特性を表すグラフである。 アシスト上限電流値を算出するためのテーブルを表す説明図である。 必要アシスト電流を算出するためのテーブルを表す説明図である。 アシスト制御ルーチンを表すフローチャートである。 他の実施形態としての診断用モータ通電ルーチンを表すフローチャートである。 通電電流の変化を表すグラフである。 ｄ軸電機子電流上限値を算出するためのテーブルを表す説明図である。 ｄ−ｑ座標系の説明図である。

符号の説明

電動パワーステアリング装置…１、操舵アシスト機構…１０、電動モータ…１５、電子制御装置…４０、バッテリ診断部…４１、モータ制御部…４２、モータ駆動回路…５０、電流センサ…５３、バッテリ…６０、オルタネータ…７０、イグニッションスイッチ…８０、キースイッチ…８３、他の電気制御システム…ＥＳ、永久磁石…ＭＧ。

Claims (3)

1. 電動モータと上記電動モータを駆動制御するモータ制御手段とを有して車両状態を制御する車両状態制御手段と、上記車両状態制御手段に電源供給するバッテリとを備えた車両に設けられ、上記バッテリから上記電動モータに通電したときの上記バッテリ電圧の変動状態に基づいて上記バッテリの状態を診断するバッテリ状態診断装置において、
   上記電動モータをブラシレスＤＣモータで構成するとともに、
   上記モータ制御手段は、上記バッテリ状態診断時においては、上記ブラシレスＤＣモータの回転子の永久磁石が作り出す磁束の作用軸となるｄ軸および上記ｄ軸に直交したｑ軸からなるｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電機子電流のみを所定の上限電流値以下に制限して流し、ｑ軸電機子電流を流さないように通電するｄ軸通電制御手段を備えたことを特徴とするバッテリ状態診断装置。
2. 上記ブラシレスＤＣモータの温度を測定あるいは推定により検出する温度検出手段を備え、
   上記ｄ軸通電制御手段は、上記検出された温度に応じて、上記上限電流値を設定することを特徴とする請求項１記載のバッテリ状態診断装置。
3. 上記車両状態制御手段は、操舵ハンドルの操舵状態に応じて、上記ブラシレスＤＣモータを駆動制御して操舵輪に対して所定の操舵力を付与する電動パワーステアリング装置であることを特徴とする請求項１または２記載のバッテリ状態診断装置。
   

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