JP4371844B2

JP4371844B2 - ブラシレスモータ駆動装置

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Publication number: JP4371844B2
Application number: JP2004037947A
Authority: JP
Inventors: 幹大平峯; 正浩宮田
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2004-02-16
Filing date: 2004-02-16
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2024-02-16
Also published as: US7164362B2; US20050179428A1; EP1564877A3; EP1564877A2; DE602004025196D1; JP2005229768A; EP1564877B1

Description

この発明は、ブラシレスモータ駆動装置に関するものであり、特にブラシレスモータの電流検出方法に関するものである。

三相ブラシレスモータを駆動制御する三相インバータの電流検出装置として、ＰＷＭ制御される三相インバータの各相の下アーム側スイッチング素子と低位直流電源線との間にそれぞれ介設される電流検出抵抗素子の電圧降下に基づいて各相の電流値を検出する抵抗素子電圧降下検出方式は構成が簡単で低コストの方式として知られている。

しかし、この抵抗素子電圧降下検出方式は、この抵抗素子と直列接続される下アーム側スイッチング素子のデューティ比が３０％未満といった小値、すなわち上アーム側スイッチング素子のデューティ比が７０％以上といった大値となると、下アーム側スイッチング素子に印加されるゲート電圧波形の鈍りなどにより下アーム側スイッチング素子が十分にオン状態とならない場合があり、この相の正確な電流検出が困難となってしまうという欠点がある。

上記問題を解決するために、ブラシレスモータの３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の電流値の総和は０Ａになるという特徴を利用することで、１つの相の下アーム側スイッチング素子のデューティ比が上記のような小値となって電流検出が不可能な場合には、残りの２相の電流値の和からを求める電流検出装置が考案されている（特許文献１参照）。

特開２００３−１６４１５９号公報

特許文献１の電流検出方法では、１つの相の下アーム側スイッチング素子のデューティ比が上記のような小値となってその相に流れる電流値が異常となった場合、残る２相に流れる電流値による推定からでは異常を検出できないことがある。

そこで、電源と上アーム側スイッチング素子との間に上アーム側電流検出回路を設け、上記の抵抗素子電圧降下検出方式では検出できない領域（デューティ）でのブラシレスモータ地絡時等の異常電流を検出することが可能である。

しかし、上アーム側電流検出回路に異常が発生した場合には、電流異常の故障を全く検出することができなくなり、モータおよびその周辺機器の動作に異常をきたすことになる。

上記問題点を背景として、本発明の課題は、上アーム側電流検出回路の異常を確実に検出することができるブラシレスモータ駆動装置を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

本発明は、上記課題を解決するためのブラシレスモータ駆動装置を提供するものである。即ち、パルス幅のデューティ比を可変とする矩形波を用いたパルス幅変調方式により作動してブラシレスモータを駆動する三相インバータの回路を構成する直流正側電位の出力に接続された第１のスイッチング素子に流れる電流を検出する第１の電流検出手段と、直流負側電位の出力に接続された第２のスイッチング素子に流れる電流を検出する第２の電流検出手段とを備え、第１の電流検出手段で検出された第１の電流値と、第２の電流検出手段で検出された第２の電流値に基づいてブラシレスモータに流れる電流を制御するブラシレスモータ駆動装置であって、
第１の電流値に基づいてブラシレスモータに流れる電流を制御する制御手段と、第１の電流値に基づいて、第１の電流検出手段の異常を検出するための異常検出手段と、を有することを前提とする。

上記構成によって、第２の電流検出手段（下アーム側）で検出できない領域でのモータ端子短絡故障等による異常電流は、第１の電流検出手段（下アーム側）で検出できる。また、従来技術のように３相のうちの２相の電流値から残りの１相の電流値を推測することなく実測値を用いるため、異常検出の精度も向上する。

より具体的には、第１の電流検出手段は抵抗を含んで構成され、抵抗の両端に発生する電圧を第１の電流値として検出し、第１の電流値がゼロのときにも、抵抗の両端に予め定められた基準電圧を発生するものであり、異常検出手段は、第１の電流値の大きさによらず、発生する電圧が基準電圧を下回る場合に第１の電流検出手段の異常を検出し、発生する電圧が基準電圧を上回る場合に、第１の電流検出手段を正常と判断する。

また、本発明のブラシレスモータ駆動装置における異常検出手段は、第１の電流値が所定の範囲内にない場合に異常を検出する構成をとる。本構成によって、第２の電流検出手段が第２の電流値を検出することができるかどうかによらず、第１の電流検出手段の異常を検出することが可能となる。

また、本発明のブラシレスモータ駆動装置における異常検出手段は、第１の電流値と第２の電流値との関係と所定の関係とを比較し、両者の差が所定の範囲内にない場合に異常を検出する構成をとる。本構成によって、外部の値（第２の電流値）を用いるため精度よく異常を検出することが可能となる。

また、本発明のブラシレスモータ駆動装置における異常検出手段は、第１の電流値が所定の範囲内にない場合、あるいは第１の電流値と第２の電流値との関係と所定の関係とを比較して両者の差が所定の範囲内にない場合に異常を検出する構成をとる。本構成によって、２つの方法により異常を検出することで、さらに精度よく第１の電流検出手段の異常を検出することが可能となる。

また、本発明のブラシレスモータ駆動装置における第１の電流検出手段は抵抗を含んで構成され、抵抗の両端に発生する電圧を第１の電流値として検出するものであり、異常検出手段は、発生する電圧が特定の範囲内にない場合に異常を検出する構成をとる。電流を測定するには、電流の流れる経路に直列に抵抗を接続して、該抵抗の値と該抵抗の両端に発生する電圧とから電流を求める方法が一般的である（オームの法則による）。本構成によって、簡単な回路構成で電流を測定し異常を検出することが可能となり、部品および製造コストの上昇を最小限に抑えることができる。

また、本発明のブラシレスモータ駆動装置における異常検出手段は、発生する電圧が、第１の電流値がゼロのときに抵抗の両端に発生する電圧を下回る場合に異常を検出する構成をとる。第１の電流検出手段には電源電圧（直流正側電位）が直接印加されるため、モータに電流が流れていなくても抵抗の両端には所定の電圧（Ｖ１；図５参照）が発生する。即ち、第１の電流検出手段が正常であるときには、抵抗の両端に発生する電圧はＶ１よりも小さくならないため、該電圧がＶ１よりも小さいときに、第１の電流検出手段の異常を検出することが可能となる。

また、本発明のブラシレスモータ駆動装置における異常検出手段は、ブラシレスモータへの印加電圧を検出する印加電圧検出手段と、ブラシレスモータの回転角を検出する回転角検出手段と、印加電圧と電源と回転角およびブラシレスモータの間の配線抵抗値とに基づいて電源とブラシレスモータの間の配線に流れる電流値を推定する電流推定手段とを有し、電流推定手段による推定値と第１の電流値とを比較し、両者の差が所定の範囲内にない場合に異常を検出する構成をとる。本構成によって、第２の電流検出手段が第２の電流値を検出することができるかどうかによらず、第１の電流検出手段の異常を検出することが可能となる。

また、本発明のブラシレスモータ駆動装置は、ステアリング側に接続される入力軸と、転舵輪側に接続される出力軸と、ブラシレスモータを用いて入力軸の回転角に対して出力軸の回転角を可変にする伝達比可変機構ユニットとを備えた伝達比可変操舵装置に適用される。

伝達比可変操舵装置では、ブラシレスモータあるいはインバータが故障すると、ブラシレスモータが異常回転する等して運転者の意思とは関係ない操舵が行なわれ、その結果、事故につながる可能性もある。このため、故障を速やかに検出する必要がある。本発明のブラシレスモータ駆動装置を適用することによって、伝達比可変操舵装置では故障を速やかに検出して故障に対応するの制御を実施することができ、事故を未然に防ぐことが可能となる。また、故障を初期段階で検出することで、伝達比可変操舵装置の故障範囲を最小限に食い止めることができる。

上アーム側（第１のスイッチング素子側）電流検出回路の異常を確実に検出することができるブラシレスモータ駆動装置を、上アーム側電流値（第１の電流値）が所定の範囲内にない場合に異常を検出することにより実現した。

以下、本発明のブラシレスモータ駆動装置の実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明のブラシレスモータ駆動装置を、車両の伝達比可変操舵装置に適用したものである。図２は、伝達比可変操舵装置１全体の回路構成を示したブロック図である。また、図３は、伝達比可変操舵装置１におけるモータ駆動回路５０およびその周辺部の詳細を示した図である。なお、本発明のブラシレスモータ駆動装置は車両の伝達比可変操舵装置以外にも適用可能で、その適用対象に特に制限を設けるものではない。

まず、図１に示すように、車両のステアリングホイール１０が入力軸１１の上端に接続されている。また、入力軸１１の下端と出力軸１３の上端とが伝達比可変ユニット１２を介して接続されている。さらに、出力軸１３の下端には、図示しないピニオンが設けられ、このピニオンがステアリングギヤボックス１５内でラック１６に噛合されている。また、ステアリングギヤボックス１５内には、図示しない電動パワーステアリング装置が設けられている。ラック１６の両端には、それぞれ図示しないタイロッドおよびアームを介して転舵輪１７が接続されている。

入力軸１１には、ステアリングホイール１０の操舵角を検出する舵角センサ６が設けられ、一方、出力軸１３には、転舵輪１７の転舵角を検出するためのレゾルバで構成される出力角センサ１４が設けられている。なお、出力角センサ１４は、伝達比可変ユニット１２内に設けていてもよい。これら舵角センサ６および出力角センサ１４により検出された入力軸１１の操舵角および出力軸１３の回転角は、伝達比制御部３に入力される。さらに、伝達比制御部３には、車載ＬＡＮ（Local Area Network）７から車速信号およびエンジン回転数信号等が入力される。そして、伝達比制御部３は、伝達比可変ユニット１２を制御するための制御信号を出力する。

伝達比可変ユニット１２は、周知のブラシレスモータであるモータ４および減速機構５を備えて構成され、舵角センサ６および車載ＬＡＮ７からの信号に基づいて、モータ４を回転させて出力軸１３の回転角を可変とするものである。

以上説明した操舵機構では、先ず、車載ＬＡＮ７からの車速信号と舵角センサ６により検出された操舵角が伝達比制御部３に入力されると、伝達比制御部３は、これらの情報に基づき、出力軸１３の目標回転角の演算を行なう。この目標回転角に基づくモータ制御指令がＰＷＭ信号（＝Pulse Width Modulation：パルス幅変調信号）として伝達比制御部３より伝達比可変ユニット１２に出力される。このモータ制御指令により伝達比可変ユニット１２のモータ４が駆動され、転舵輪１７に対して出力軸１３の目標回転角にステアリングホイール１０の回転角とを加算した回転角に対応した転舵角を与える。そして、伝達比制御部３は、出力角センサ１４より転舵輪１７の実際の転舵角を推定演算して、確実に目標回転角に対応した転舵角を転舵輪１７に与えることができるようにフィードバックされる。

なお、伝達比制御部３が伝達比可変ユニット１２の異常を検出すると、伝達比制御部３は、ソレノイド駆動回路３２に対してソレノイドコイル２に通電を停止する指令を出力する。これにより、入力軸１１と出力軸１３とが連結状態となり、伝達比可変ユニット１２を介さずに操作を行なうことができる。

次に、図２に基づいて、伝達比可変操舵装置１の構成について説明する。ソレノイドコイル２は、後述する伝達比制御部３のソレノイド駆動回路３２に接続されており、ソレノイド駆動回路３２からの駆動信号によって電磁力を発生することにより、入力軸１１と出力軸１３の連結あるいは解除を行なっている。

伝達比制御部３は、上述の舵角センサ６および車載ＬＡＮ７からの情報に基づいて、ソレノイドコイル２に流れる電流とモータ４の駆動を制御するものであって、マイコン３１、ソレノイド駆動回路３２、リレー３３、リレー駆動回路３４、電源回路３５、電圧検出回路３６、上アーム側電流検出回路３７（本発明の第１の電流検出手段）、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）３８、舵角検出回路３９、モータ駆動回路５０、下アーム側電流検出回路５１（本発明の第２の電流検出手段）、モータ端子電圧検出回路５２（本発明の印加電圧検出手段）および電気角検出回路５３（本発明の回転角検出手段）などから構成されている。

マイコン３１は、舵角センサ６および車載ＬＡＮ７からの情報に基づいて、ソレノイドコイル２およびモータ４に流れる電流の演算を行ない、その演算値に基づいて制御信号をする出力するもので、マイコン３１および図示しない周知のＲＯＭ，ＲＡＭを含んで構成されている。そして、マイコン３１に入力された信号に基づく各種演算処理、およびマイコン３１から各周辺回路に対する制御信号出力処理は、ＲＯＭあるいはＲＡＭに記憶された制御プログラムおよびデータに基づいて実行される。なお、マイコン３１は本発明の判定手段，制御手段,異常検出手段，および電流推定手段に相当する。

リレー３３は、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２との間に設けられ、オンされることで、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２とを接続させ、オフされることで、バッテリ８とソレノイド駆動回路３２との接続を遮断させる。リレー３３は、マイコン３１からの制御信号によって動作するリレー駆動回路３４により、オンもしくはオフされる。

電源回路３５は、ＩＧスイッチ９を介してバッテリ８と接続され、バッテリ８からの電流をマイコン３１に供給する。電圧検出回路３６は、バッテリ８の電圧値を検出し、検出した検出値をマイコン３１に入力している。上アーム側電流検出回路３７は、バッテリ８からモータ駆動回路５０に電流を供給すると共に、その電流値を検出し、検出した電流値をマイコン３１に入力している。

通信Ｉ／Ｆ３８は、車載ＬＡＮ７からの車速信号およびエンジン回転数信号等をマイコン３１で処理可能なように変換し、この変換した車速信号およびエンジン回転数信号をマイコン３１に入力している。さらに、通信Ｉ／Ｆ３８には、車両の不安定な挙動を抑制するために、車載ＬＡＮ７から上述の目標回転角を強制的に変更させる信号が入力され、この信号をマイコン３１に入力している。なお、目標回転角を強制的に変更させる信号は、例えば転舵輪１７がスリップしたときなどに、通信Ｉ／Ｆ３８に入力される。

舵角検出回路３９は、舵角センサ６からの信号をマイコン３１が認識できるように変換し、この変換した舵角信号をマイコン３１に入力している。

電気角検出回路５３は、減速機構５と出力軸１３を介して接続される出力角センサ１４で検出したモータ４の回転角（電気角）をマイコン３１で処理可能なように変換し、この変換した回転角信号をマイコン３１に入力している。

モータ端子電圧検出回路５２は、モータ駆動回路５０の６つのスイッチングトランジスタの電圧を検出し、検出した電圧値をマイコン３１のＡＤ入力部３１ａに入力している。なお、ＡＤ入力部３１ａはマイコン３１に内蔵されていて、入力された信号をＡ／Ｄ（アナログ／ディジタル）変換して、変換件名をマイコン３１の演算に用いている。

図３のように、モータ駆動回路５０は周知の三相インバータとして構成され、コイルＵ，Ｖ，Ｗの各端子に対応したスイッチング素子３０１〜３０６が、コイルＵ，Ｖ，Ｗのスイッチングに伴なう誘導電流のバイパス経路を形成する図示しないフライホイールダイオードを含む形で、周知のＨ型ブリッジ回路を構成するように配線されている。そして、マイコン３１からの駆動信号に基づいて、スイッチング素子３０１〜３０６をＰＷＭデューティ制御してモータ４を駆動させるものである。

モータ４の駆動制御は、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相の通電切り替えシーケンスに、ＭＯＳＦＥＴ駆動回路５０ｂからのＰＷＭ信号によるデューティ比制御シーケンスが重畳された形で行なわれる。出力角センサ１４からの回転角信号とＭＯＳＦＥＴ駆動回路５０ｂからのＰＷＭ信号を用いてスイッチング素子３０１〜３０６をスイッチング駆動すれば、通電に関与する相のコイルを選択的にＰＷＭ通電することができる。なお、スイッチング素子３０１〜３０３は順にＵ相，Ｖ相，Ｗ相に対応し、本発明の第１のスイッチング素子に相当し上アーム側スイッチング素子とも称する。また、スイッチング素子３０４〜３０６は順にＵ相，Ｖ相，Ｗ相に対応し、本発明の第２のスイッチング素子に相当し下アーム側スイッチング素子とも称する。

チャージポンプ回路５０ａは、バッテリ電圧からＭＯＳＦＥＴ駆動回路５０ｂにおいてスイッチング素子３０１〜３０６をスイッチング駆動可能な電圧を生成している。

上アーム側電流検出回路３７は、モータ駆動回路５０の３つの上アーム側スイッチング素子３０１〜３０３に流れる電流を検出し、検出した電流値をマイコン３１のＡＤ入力部３１ａに入力している。また、下アーム側電流検出回路５１は、モータ駆動回路５０の３つの下アーム側スイッチング素子３０４〜３０６に流れる電流を検出し、検出した電流値をマイコン３１のＡＤ入力部３１ａに入力している。なお、上アーム側電流検出回路３７および下アーム側電流検出回路５１の電流検出部は抵抗で構成され、該抵抗の両端の電圧値を測定することで電流値の検出を行なう（オームの法則による）。

図４は、上アーム側電流検出回路３７の詳細を示したブロック図である。基準電圧生成部３７ａは周知のオペアンプを含むオフセット電圧生成回路などで構成される。また、信号増幅部３７は周知のオペアンプを含む回路により構成される。電流検出部３７ｃにより検出された電流値に相当する電圧値は、信号増幅部３７ｂにおいて基準電圧生成部３７ａで生成される基準電圧Ｖ１と重畳されマイコン３１のＡＤ入力部３１ａに入力される。

そして、伝達比可変操舵装置１の作動としては、マイコン３１がソレノイド駆動回路３２に制御信号を出力し、ソレノイド駆動回路３２でソレノイド２に電流を流すことで、入力軸１１と出力軸１３とを解放状態とする。そして、舵角センサ６および車載ＬＡＮ７からの信号に基づいてモータ４を回転させることで、モータ４の回転力が減速機構５を介して出力軸１３に伝達される。そして、モータ４の回転力が伝達された出力軸１３のトルクと運転者が加えた操舵力とを加算したトルクを電動パワーステアリング装置のトルクセンサが検出して、図示しない電動パワーステアリング装置の電動モータによって転舵輪１７の転舵角を可変させている。

（異常検出処理１）
図６のフロー図を用いて上アーム側電流検出回路３７の異常検出処理の第１の形態について述べる。なお、この処理は伝達比可変操舵装置１が動作中に制御プログラム８３ｐにおいて他の処理とともに繰り返し行われる。

まず、上アーム側電流検出回路３７が動作可能な電圧が供給されているかを調べ、動作可能な電圧が供給されていない場合（Ｓ１：ＮＯ）は異常検出処理を終了する。

一方、上アーム側電流検出回路３７が動作可能な電圧が供給されている場合（Ｓ１：ＹＥＳ）は、上アーム側電流検出回路３７から出力される（即ち電流値に相当する電圧値）上アーム側電流検出値をＡＤ入力部３１ａにおいてＡ／Ｄ変換し、その結果である検出ＡＤ値と基準電圧Ｖ１とを比較する。その結果、検出ＡＤ値が基準電圧Ｖ１を上回る場合（Ｓ２：ＮＯ）には上アーム側電流検出回路３７の動作が正常であると判定して処理を終了する。

一方、比較の結果、検出ＡＤ値が基準電圧Ｖ１を下回る場合（Ｓ２：ＹＥＳ）には上アーム側電流検出回路３７の動作が異常であると判定して、モータの駆動を停止する等のシステム停止処理を実施する（Ｓ３）。

（異常検出処理２）
図７のフロー図を用いて上アーム側電流検出回路３７の異常検出処理の第２の形態について述べる。なお、この処理は伝達比可変操舵装置１が動作中に制御プログラム８３ｐにおいて他の処理とともに繰り返し行われる。なお、本実施の形態における伝達比可変操舵装置の構成は、第１の形態と同じであるため、ここでは説明を省略する。

まず、上アーム側電流検出回路３７が動作可能な電圧が供給されているかを調べ、動作可能な電圧が供給されていない場合（Ｓ１１：ＮＯ）は異常検出処理を終了する。

一方、上アーム側電流検出回路３７が動作可能な電圧が供給されている場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）は、上アーム側電流検出回路３７から出力される上アーム側電流検出値（即ち電流値に相当する電圧値）および下アーム側電流検出回路５１から出力される下アーム側電流検出値をＡＤ入力部３１ａにおいてＡ／Ｄ変換し、その結果である上アーム側検出ＡＤ値Ｖａと下アーム側検出ＡＤ値Ｖｂとを比較する。その結果、両者の関係が所定の範囲内にある場合（Ｓ１２：ＮＯ）には上アーム側電流検出回路３７の動作が正常であると判定して処理を終了する。

一方、比較の結果、両者の関係が所定の範囲内にない場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）には上アーム側電流検出回路３７の動作が異常であると判定して、モータの駆動を停止する等のシステム停止処理を実施する（Ｓ１３）。

下アーム側電流の値は、上アーム側電流の値から上アーム側スイッチング素子３０１〜３０３，モータ４および下アーム側スイッチング素子３０４〜３０６などを含む電流経路で消費される電流分を差し引いた値となる。つまり、下アーム側電流に相当する電圧値は、上アーム側電流に相当する電圧値から該電流経路に含まれる抵抗分による電圧降下分を差し引いた値となる。よって、
上アーム側電流値（上アーム側検出ＡＤ値Ｖａ）と下アーム側電流値（下アーム側検出ＡＤ値Ｖｂ）との関係が所定の範囲内にあるかを判断する方法としては、以下の方法が挙げられる。
（１）ＶａとＶｂとの差が所定の範囲内にある。
（２）Ｖａに対応するＶｂの値を予めマップデータとしてＥＥＰＲＯＭ３０に記憶しておき、マップデータから算出したＶｂと下アーム側検出ＡＤ値Ｖｂとの差が所定の範囲内にある。
（３）ＶｂをＶａの関数（図８参照）として定義し、Ｖａに対応するＶｂの値を予め関数マップデータとしてＥＥＰＲＯＭ３０に記憶しておき、該関数マップデータから算出したＶｂと下アーム側検出ＡＤ値Ｖｂとの差が所定の範囲内にある。
（４）ＶａとＶｂとの比が所定の範囲内にある（図８参照）。

（異常検出処理３）
図９のフロー図を用いて上アーム側電流検出回路３７の異常検出処理の第３の形態について述べる。なお、この処理は伝達比可変操舵装置１が動作中に制御プログラム８３ｐにおいて他の処理とともに繰り返し行われる。なお、本実施の形態における伝達比可変操舵装置の構成は、第１の形態と同じであるため、ここでは説明を省略する。

まず、上アーム側電流検出回路３７が動作可能な電圧が供給されているかを調べ、動作可能な電圧が供給されていない場合（Ｓ２１：ＮＯ）は異常検出処理を終了する。

一方、上アーム側電流検出回路３７が動作可能な電圧が供給されている場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）は、上アーム側電流検出回路３７から出力される（即ち電流値に相当する電圧値）上アーム側電流検出値をＡＤ入力部３１ａにおいてＡ／Ｄ変換し、その結果である検出ＡＤ値と基準電圧Ｖ１とを比較する。その結果、検出ＡＤ値が基準電圧Ｖ１を上回る場合（Ｓ２２：ＮＯ）には次のステップ（Ｓ２３）へ進む。

一方、比較の結果、検出ＡＤ値が基準電圧Ｖ１を下回る場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）には上アーム側電流検出回路３７の動作が異常であると判定して、モータの駆動を停止する等のシステム停止処理を実施する（Ｓ２４）。

検出ＡＤ値が基準電圧Ｖ１を上回る場合（Ｓ２２：ＮＯ）には、下アーム側電流検出回路５１から出力される下アーム側電流検出値（即ち電流値に相当する電圧値）をＡＤ入力部３１ａにおいてＡ／Ｄ変換し、その結果である上アーム側検出ＡＤ値Ｖａと下アーム側検出ＡＤ値Ｖｂとを比較する。その結果、両者の関係が所定の範囲内にある場合（Ｓ２３：ＮＯ）には上アーム側電流検出回路３７の動作が正常であると判定して処理を終了する。

一方、比較の結果、検出ＡＤ値が基準電圧Ｖ１を下回る場合（Ｓ２３：ＹＥＳ）には上アーム側電流検出回路３７の動作が異常であると判定して、モータの駆動を停止する等のシステム停止処理を実施する（Ｓ２４）。

なお、上アーム側検出ＡＤ値と下アーム側検出ＡＤ値との関係が所定の範囲内にあるかを判断する方法は本発明の第２の形態と同様であるので、ここでは説明を割愛する。

（異常検出処理４）
以下、上アーム側電流検出回路３７の異常検出処理の第４の形態について述べる。なお、この処理は伝達比可変操舵装置１が動作中に制御プログラム８３ｐにおいて他の処理とともに繰り返し行われる。なお、本実施の形態における伝達比可変操舵装置の構成は、第１の形態と同じであるため、ここでは説明を省略する。

まず、上アーム側電流検出回路３７により検出される上アーム側電流検出値をＡＤ入力部３１ａにおいてＡ／Ｄ変換し上アーム側検出ＡＤ値Ｖａを求める。求めた上アーム側検出ＡＤ値Ｖａに上アーム側電流検出回路３７の回路構成により定められる所定の換算係数を乗じて上アーム側検出電流値Ｉａを求める。

次いで、モータ端子電圧検出回路５２により検出されるモータ端子電圧をＡＤ入力部３１ａにおいてＡ／Ｄ変換しモータ端子電圧Ｖｍを求める。さらに、電気角検出回路５３によりＡＤ入力部３１ａを介して検出される電気角から単位時間あたりの電気角の変化量である角速度ωを求める。そして、以下の式（１）から
モータ実電流値（即ち、上アーム側電流推定値）Ｉｍを求める。

ω＝（Ｖｍ−Ｉｍ×Ｒ）／Ｋ・・・（１）
ここで、Ｒはモータ４の内部抵抗およびモータ駆動回路５０において上アーム側電流の経路の抵抗，Ｋはモータの逆起電圧定数で、それぞれモータあるいはモータ駆動回路に応じて決まる定数である。

そして、上アーム側検出電流値Ｉａと上アーム側電流推定値Ｉｍとを比較し、両者の差が所定の範囲内にない場合は、上アーム側電流検出回路３７の動作が異常であると判定して、モータの駆動を停止する等のシステム停止処理を実施する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

本発明の一実施例としての伝達比可変制御装置の全体構成を示す図。伝達比制御部の詳細を示す図。モータ駆動回路の詳細を示す図。上アーム側電流検出回路の詳細を示す図。上アーム側電流検出回路における電流値とＡ／Ｄ変換後の電圧との関係を説明するための図。異常検出処理を説明するためのフロー図。（異常検出処理１）異常検出処理を説明するためのフロー図。（異常検出処理２）上アーム側電流と下アーム側電流との関係を説明するための図。異常検出処理を説明するためのフロー図。（異常検出処理３）

符号の説明

１伝達比可変制御装置
３伝達比制御部
４モータ
１２伝達比可変ユニット
３１マイコン（制御手段,異常検出手段，電流推定手段）
３１ａＡＤ変換器
３７上アーム側電流検出回路（第１の電流検出手段）
３７ａ基準電圧生成部
５０モータ駆動回路（三相インバータ）
５１下アーム側電流検出回路（第２の電流検出手段）
５２モータ端子電圧検出回路（印加電圧検出手段）
５３電気角検出回路（回転角検出手段）

Claims

パルス幅のデューティ比を可変とする矩形波を用いたパルス幅変調方式により作動してブラシレスモータを駆動する三相インバータの回路を構成する直流正側電位の出力に接続された第１のスイッチング素子に流れる電流を検出する第１の電流検出手段と、直流負側電位の出力に接続された第２のスイッチング素子に流れる電流を検出する第２の電流検出手段とを備え、前記第１の電流検出手段で検出された第１の電流値と、前記第２の電流検出手段で検出された第２の電流値に基づいて前記ブラシレスモータに流れる電流を制御するブラシレスモータ駆動装置であって、
前記第１の電流値に基づいて前記ブラシレスモータに流れる電流を制御する制御手段と、
前記第１の電流値に基づいて、前記第１の電流検出手段の異常を検出するための異常検出手段と、
を有し、
前記第１の電流検出手段は抵抗を含んで構成され、前記抵抗の両端に発生する電圧を前記第１の電流値として検出し、前記第１の電流値がゼロのときにも、前記抵抗の両端に予め定められた基準電圧を発生するものであり、
前記異常検出手段は、前記第１の電流値の大きさによらず、前記発生する電圧が前記基準電圧を下回る場合に前記第１の電流検出手段の異常を検出し、前記発生する電圧が前記基準電圧を上回る場合に、前記第１の電流検出手段を正常と判断することを特徴とするブラシレスモータ駆動装置。
ステアリング側に接続される入力軸と、転舵輪側に接続される出力軸と、前記ブラシレスモータを用いて前記入力軸の回転角に対して前記出力軸の回転角を可変にする伝達比可変機構ユニットとを備えた伝達比可変操舵装置に適用される請求項１に記載のブラシレスモータ駆動装置。