JP7172306B2 - 車両制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両制御装置に関する。

従来、車両の操舵機構に付与されるアシストトルクの発生源であるモータを制御する制御装置が知られている。たとえば特許文献１の制御装置は、駆動回路、電源リレーおよび制御回路を有している。駆動回路は、バッテリから供給される直流電力を交流電力に変換し、この変換される交流電力をモータへ供給する。電源リレーは、バッテリと駆動回路との間の電源経路を開閉する。制御回路は、駆動回路および電源リレーの動作を制御する。駆動回路には、電源安定化用のコンデンサが設けられている。

制御回路は、イグニッションスイッチなどの電源スイッチがオンされたことを契機として、電源リレーをオフからオンへ切り替える。このとき、コンデンサの蓄電量が少ないことに起因して、バッテリからコンデンサへ向けて突入電流が流れるおそれがある。この突入電流が発生することを抑制するために、制御装置にはプリチャージ回路が設けられている。プリチャージ回路は、電源リレーをオフからオンへ切り替える前にコンデンサを充電するための回路である。制御回路は、プリチャージ回路を通じてコンデンサを前もって充電（プリチャージ）した後、電源リレーをオフからオンへ切り替える。

また、特許文献２に記載されるように、電源スイッチの操作を通じて電源が投入されたとき、いわゆるイニシャルチェックを実行する制御回路も存在する。イニシャルチェクとは、モータに対する給電を開始する前の点検であって、モータを駆動させるための部分、たとえばモータの巻線および駆動回路などの異常を検査することをいう。制御回路は、モータを駆動させるための部分に異常が検出されない場合、駆動回路を通じてモータへの給電を実行する。これに対し、制御回路は、モータを駆動させるための部分に異常が検出される場合、異常の内容によるものの、たとえば異常箇所を使用しないようにしたり電源を遮断したりする。

特開２００７－２７６７０６号公報 登録特許第６１０９３３２号公報

制御回路には、動作電圧範囲が設定されているものがある。動作電圧範囲とは、仕様で動作することが保証された電圧の範囲をいう。制御回路は、電源電圧が動作電圧範囲外の値から動作電圧範囲内の値に至ったことを契機として動作を開始して、たとえばイニシャルチェックを実行する。

また、たとえばエンジン車両において、バッテリの電圧低下に起因して、エンジンを始動させるスタータなどの電気負荷に対して必要とされる電力を供給することが困難となることがある。この場合、いわゆるジャンプスタートが行われることがある。ジャンプスタートとは、たとえば救援車両のバッテリと自車両のバッテリとをブースタケーブルにより接続し、救援車両のバッテリから自車両のスタータへ電力を救援補給することにより、エンジンを始動することをいう。このジャンプスタートによりエンジンを始動させた後、電源スイッチがオフ操作された場合、つぎのようなことが懸念される。すなわち、ジャンプスタートを行う場合、自車両のバッテリに他車両のバッテリが接続されることにより、制御回路の電源電圧が動作電圧範囲を超える過電圧状態に維持されることがある。この過電圧状態において、電源スイッチがオフ操作されたとき、バッテリと制御回路との間の電源経路が遮断されることにより、制御回路の電源電圧は徐々に低下し、やがて動作電圧範囲を下回る値に至る。この過程において、電源電圧はわずかな期間ではあるものの、イニシャルチェックの開始条件である動作電圧範囲内の値となる。

ここで、電源スイッチがオフ操作されてから制御回路が電源スイッチのオフを実際に認識するまでには若干のタイムラグが生じる。このため制御回路は、電源スイッチがオフされたことを認識する前に電源電圧が動作電圧範囲内の値である旨認識することにより、イニシャルチェックを実行開始する。制御回路は、イニシャルチェクを実行するに際して、プリチャージ回路をオンさせるとともに、コンデンサの充電完了を契機として電源リレーをオンする。これにより、電源リレーの後段の回路へバッテリからの電力が供給される。このとき、バッテリには救援車両の電源が接続されていることにより過電圧状態に維持されているため、プリチャージ回路に耐電力を超える電圧が印加されるおそれがある。

本発明の目的は、プリチャージ回路を保護することができる車両制御装置を提供することにある。

上記目的を達成し得る車両制御装置は、モータに対して電源電圧に基づく駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動回路に対して並列に接続された電源安定化用のコンデンサと、前記駆動回路の動作を制御する制御回路と、前記制御回路と電源とを接続する第１の電源経路を開閉する電源スイッチと、前記駆動回路と電源とを接続する第２の電源経路を開閉する電源リレーと、前記駆動回路と電源とを接続する第３の電源経路を開閉するプリチャージ回路と、を備えている。前記制御回路は、前記電源スイッチがオンされたことを契機として前記第１の電源経路を通じて供給される電圧が動作電圧範囲内の値に至った場合、第１の設定時間だけ経過した後、前記プリチャージ回路をオンすることにより前記コンデンサの充電を開始するとともに、前記コンデンサの充電が完了したとき、前記電源リレーをオンする。

たとえば自車両の電源と救援車両の電源とが接続されることにより、制御回路の電源電圧が動作電圧範囲を超える過電圧状態となることがある。この過電圧状態において、電源スイッチがオフされたとき、電源と制御回路とを接続する第１の電源経路が遮断されることにより、制御回路の電源電圧は徐々に低下し、やがて動作電圧範囲内の値となる。ここで、電源スイッチがオフされてから制御回路が電源スイッチのオフを実際に認識するまでには若干のタイムラグが生じる。このため、制御回路は、電源スイッチがオフされたことを認識する前に電源電圧が動作電圧範囲内の値に至ったことを認識することによって、プリチャージ回路をオンさせるとともに、コンデンサの充電完了を契機として電源リレーをオンするおそれがある。このとき、自車両の電源には救援車両の電源が接続されていることにより過電圧状態に維持されているため、プリチャージ回路に耐電力を超える電圧が印加されるおそれがある。

この点、上記の構成によれば、制御回路は、第１の電源経路を通じて供給される電圧が動作電圧範囲内の値に至った場合、第１の設定時間だけ経過した後、プリチャージ回路をオンすることによりコンデンサの充電を開始して、コンデンサの充電が完了したとき、前記電源リレーをオンする。これにより、制御回路の電源電圧が動作電圧範囲を超える過電圧状態で電源スイッチがオフされた場合、制御回路の電源電圧が動作電圧範囲内の値に至ったとき、即時にプリチャージ回路がオンされることがない。制御回路の電源電圧が動作電圧範囲内の値に至ってから第１の設定時間だけ経過するまでの間に、制御回路の電源電圧が動作電圧範囲内を下回る値に低下すれば、制御回路はプリチャージ回路をオンすることはない。ひいては、コンデンサの充電が行われることがないので、電源リレーがオンされることもない。すなわち、過電圧がプリチャージ回路へ供給されることがないため、プリチャージ回路を過電圧から保護することができる。

上記の車両制御装置において、前記第１の設定時間は、前記電源スイッチがオフされた状態において前記第１の電源経路に生じる電圧が前記動作電圧範囲の上限電圧から前記動作電圧範囲を下回る値に低下するまでの時間を基準として設定されることが好ましい。

この構成によれば、第１の電源経路に生じる電圧が動作電圧範囲を超える過電圧状態で電源スイッチがオフされた場合、第１の電源経路に生じる電圧が動作電圧範囲内の値に至ってから第１の設定時間だけ経過するまでの間に、第１の電源経路に生じる電圧が動作電圧範囲を下回る値に低下する蓋然性をより高くすることができる。

上記の車両制御装置において、前記制御回路は、前記第１の電源経路に生じる電圧が、前記動作電圧範囲を下回る値に設定される第１の電圧判定しきい値を下回ってから第２の設定時間だけ経過したとき、前記電源スイッチがオフされたことを認識するものであってもよい。この場合、前記第１の設定時間は、前記第２の設定時間が経過するタイミングで経過するように設定されることが好ましい。

この構成によれば、第１の設定時間が経過したとき、制御回路は第１の電源経路に生じる電圧が動作電圧範囲を下回っていることのみならず、電源スイッチがオフされていることを認識することもできる。

上記の車両制御装置において、前記制御回路は、前記電源リレーの両端間の電圧の差が、前記電源リレーをオンした場合に前記コンデンサに対する突入電流が生じない程度の値を基準として設定される第２の電圧判定しきい値以下であるとき、前記コンデンサの充電が完了した旨判定することが好ましい。

上記の車両制御装置において、前記制御回路は、前記モータに対する給電開始前の点検であるイニシャルチェックの一環として、前記コンデンサの充電が完了した場合、前記電源リレーの診断を行い、当該診断の結果が異常を示すものではないとき、前記電源リレーをオンするようにしてもよい。

上記の車両制御装置において、前記モータは、車両の操舵機構に付与されるトルクを発生するものであってもよい。

本発明の車両制御装置によれば、プリチャージ回路を保護することができる。

車両制御装置（ＥＣＵ）の第１の実施の形態が搭載される電動パワーステアリング装置の概略を示す構成図。 第１の実施の形態のＥＣＵのブロック図。 第１の実施の形態の駆動回路のブロック図。 第１の実施の形態のプリチャージ回路のブロック図。 第１の実施の形態のマイクロコンピュータの動作電圧範囲を示すグラフ。 第１の実施の形態のマイクロコンピュータの処理手順を示すフローチャート。 第２の実施の形態のＥＣＵのブロック図。

＜第１の実施の形態＞
以下、車両制御装置を、電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）の制御装置に具体化した第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、ＥＰＳ１０は、運転者のステアリング操作に基づいて転舵輪を転舵させる操舵機構２０、運転者のステアリング操作を補助する操舵補助機構３０、および操舵補助機構３０の作動を制御するＥＣＵ４０を備えている。

操舵機構２０は、運転者により操作されるステアリングホイール２１、およびステアリングホイール２１と一体回転するステアリングシャフト２２を備えている。ステアリングシャフト２２は、ステアリングホイール２１に連結されたコラムシャフト２２ａ、コラムシャフト２２ａの下端部に連結されたインターミディエイトシャフト２２ｂ、およびインターミディエイトシャフト２２ｂの下端部に連結されたピニオンシャフト２２ｃからなる。ピニオンシャフト２２ｃの下端部は、ピニオンシャフト２２ｃに交わる方向へ延びるラック軸２３（正確には、ラック歯が形成された部分２３ａ）に噛合されている。したがって、ステアリングシャフト２２の回転運動は、ピニオンシャフト２２ｃとラック軸２３との噛合を通じてラック軸２３の往復直線運動に変換される。当該往復直線運動が、ラック軸２３の両端にそれぞれ連結されたタイロッド２５を介して左右の転舵輪２６，２６にそれぞれ伝達されることにより、これら転舵輪２６，２６の転舵角θ_ｗが変更される。

操舵補助機構３０は、操舵補助力（アシストトルク）の発生源であるモータ３１を備えている。モータ３１としては、たとえば三相のブラシレスモータが採用される。モータ３１は、減速機構３２を介してコラムシャフト２２ａに連結されている。減速機構３２はモータ３１の回転を減速し、当該減速した回転力をコラムシャフト２２ａに伝達する。すなわち、ステアリングシャフト２２にモータ３１のトルクが操舵補助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。

ＥＣＵ４０は、車両に設けられる各種のセンサの検出結果を運転者の要求、走行状態および操舵状態を示す情報（状態量）として取得し、これら取得される各種の情報に応じてモータ３１を制御する。各種のセンサとしては、たとえば車速センサ４１、トルクセンサ４２、および回転角センサ４３が挙げられる。車速センサ４１は車速（車両の走行速度）Ｖを検出する。トルクセンサ４２は、コラムシャフト２２ａに設けられている。トルクセンサ４２はステアリングシャフト２２に付与される操舵トルクτを検出する。回転角センサ４３は、モータ３１に設けられている。回転角センサ４３は、モータ３１の回転角θ_ｍを検出する。

ＥＣＵ４０は、回転角センサ４３を通じて検出されるモータ３１の回転角θ_ｍを使用してモータ３１をベクトル制御する。また、ＥＣＵ４０は操舵トルクτ、および車速Ｖに基づき目標アシストトルクを演算し、当該演算される目標アシストトルクを操舵補助機構３０に発生させるための駆動電力をモータ３１に供給するアシスト制御を実行する。

つぎに、ＥＣＵ４０について詳細に説明する。
図２に示すように、ＥＣＵ４０は、駆動回路５１、プリチャージ回路５２、電源リレー５３、およびマイクロコンピュータ５４を有している。

マイクロコンピュータ５４には、車両に搭載されるバッテリ６１から電力が供給される。バッテリ６１とマイクロコンピュータ５４との間は、電源線６２を介して接続されている。電源線６２には、イグニッションスイッチなどの車両の電源スイッチ６３が設けられている。電源スイッチ６３の操作を通じて電源線６２の導通がオンとオフとの間で切り替えられる。電源スイッチ６３は、車両の走行用駆動源（エンジンなど）を作動させる際に操作される。電源スイッチ６３がオンされたとき、バッテリ６１の電力は、電源線６２を介してマイクロコンピュータ５４に供給される。

駆動回路５１にもバッテリ６１から電力が供給される。バッテリ６１と駆動回路５１との間は、電源線６４を介して接続されている。電源線６４には電源リレー５３が設けられている。電源リレー５３は、マイクロコンピュータ５４からの指令に基づき電源線６４の導通をオンとオフとの間で切り替える。電源リレー５３がオンしたとき、バッテリ６１の電力は電源線６４を介して駆動回路５１に供給される。

電源線６４において、バッテリ６１と電源リレー５３との間には接続点Ｐ１が、電源リレー５３と駆動回路５１との間には接続点Ｐ２が設定されている。これら接続点Ｐ１と接続点Ｐ２との間は電源線６５を介して接続されている。この電源線６５にはプリチャージ回路５２が設けられている。プリチャージ回路５２は、マイクロコンピュータ５４からの指令に基づき電源線６５の導通をオンとオフとの間で切り替える。プリチャージ回路５２がオンしたとき、バッテリ６１の電力は電源線６５を介して駆動回路５１に供給される。駆動回路５１とモータ３１との間は三相の給電経路６６を介して接続されている。給電経路６６は、バスバーあるいはケーブルなどからなる。

電源線６２には、電圧センサ７１が設けられている。電圧センサ７１は、電源線６２に生じる電圧Ｖ_ｉｇ（ＩＧ電圧）をマイクロコンピュータ５４の電源電圧として検出する。電源線６４には、２つの電圧センサ７２，７３が設けられている。電圧センサ７２は、電源線６４におけるバッテリ６１と電源リレー５３との間に設けられている。電圧センサ７２は、電源線６４における電源リレー５３と駆動回路５１との間に設けられている。電圧センサ７２は、電源線６４におけるバッテリ６１と電源リレー５３との間に生じる電圧Ｖ_ｐｉｇ１（第１のＰＩＧ電圧）を検出する。電圧センサ７３は、電源線６４における電源リレー５３と駆動回路５１との間に生じる電圧Ｖ_ｐｉｇ２（第２のＰＩＧ電圧）を検出する。給電経路６６には、電流センサ７４が設けられている。電流センサ７４は、駆動回路５１からモータ３１へ供給される各相の電流Ｉ_ｍを検出する。

図３に示すように、駆動回路５１は、直列に接続された２つのＦＥＴ（電界効果型トランジスタ）などのスイッチング素子を基本単位であるレグとして、三相（Ｕ，Ｖ，Ｗ）の各相に対応する３つのレグ８１_ｕ，８１_ｖ，８１_ｗが並列接続されてなるＰＷＭインバータである。駆動回路５１は、マイクロコンピュータ５４により生成される指令信号Ｓ_ｃに基づいて三相各相のスイッチング素子（ＦＥＴ）がスイッチングすることにより、バッテリ６１から供給される直流電力を三相交流電力に変換する。駆動回路５１により生成される三相交流電力は、三相各相の給電経路６６（図３では図示略）を介してモータ３１に供給される。

また、駆動回路５１には、電源安定化用のコンデンサ８２が設けられている。コンデンサ８２は、並列接続された３つのレグ８１_ｕ，８１_ｖ，８１_ｗ群に対して並列に接続されている。コンデンサ８２は電荷を蓄える。コンデンサ８２は、バッテリ６１から駆動回路５１へ供給される電力が不足するとき、その不足した電力を補うべく蓄積した電荷を放出する。

図４に示すように、プリチャージ回路５２は、ＦＥＴ駆動回路８３、ＦＥＴ８４、および突入電流抑制用の抵抗８５を有している。ＦＥＴ８４および抵抗８５は電源線６５上に設けられている。ＦＥＴ８４は駆動回路５１（負荷）側に、抵抗８５はバッテリ６１（電源）側に位置している。ＦＥＴ駆動回路８３は、マイクロコンピュータ５４からの指令に基づきＦＥＴ８４を駆動する。ＦＥＴ８４がオンオフすることにより電源線６５の導通がオンとオフとの間で切り替えられる。

図３に一点鎖線で示すように、電源リレー５３がオフされた状態でプリチャージ回路５２（ＦＥＴ８４）がオンされたとき、バッテリ６１の電力はプリチャージ回路５２（抵抗８５およびＦＥＴ８４）を含む経路Ｌ１を通じて駆動回路５１に供給される。駆動回路５１の各スイッチング素子がオフされているとき、バッテリ６１の電力はコンデンサ８２へ供給される。これにより、コンデンサ８２が充電される。また、図３に破線で示されるように、プリチャージ回路５２（ＦＥＴ８４）がオフされた状態で電源リレー５３がオンされたとき、バッテリ６１の電力は電源リレー５３を含む経路Ｌ２を通じて駆動回路５１に供給される。

マイクロコンピュータ５４は、トルクセンサ４２を通じて検出される操舵トルクτおよび車速センサ４１を通じて検出される車速Ｖに基づきモータ３１に発生させるべき目標アシストトルクを演算し、この演算される目標アシストトルクの値に応じて電流指令値を演算する。電流指令値は、操舵トルクτおよび車速Ｖに応じた適切な大きさの目標アシストトルクを発生させるために、モータ３１に対して供給すべき電流の目標値である。マイクロコンピュータ５４は、操舵トルクτの絶対値が大きいほど、また車速Ｖが遅いほどより大きな値（絶対値）の電流指令値を演算する。

マイクロコンピュータ５４は、モータ３１へ供給される実際の電流の値を電流指令値に追従させる電流フィードバック制御を実行することにより、駆動回路５１に対する指令信号Ｓ_ｃ（ＰＷＭ信号）を生成する。指令信号Ｓ_ｃは、駆動回路５１の各スイッチング素子のデューティ比を規定する。デューティ比とは、パルス周期に占めるスイッチング素子のオン時間の割合をいう。マイクロコンピュータ５４は、回転角センサ４３を通じて検出されるモータ３１の回転角θ_ｍを使用してモータ３１に対する給電を制御する。駆動回路５１を通じて指令信号Ｓ_ｃに応じた電流がモータ３１に供給されることにより、モータ３１は電流指令値に応じたトルクを発生する。

図５のグラフに示すように、マイクロコンピュータ５４には、動作電圧範囲δＶが設定されている。動作電圧範囲δＶとは、仕様で動作することが保証された電圧の範囲をいう。マイクロコンピュータ５４は、電圧センサ７１を通じて検出される電圧Ｖ_ｉｇ（電源電圧）が動作電圧範囲δＶ内の値に至ったとき、動作を開始する。マイクロコンピュータ５４は、電圧センサ７１を通じて検出される電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶを超えるときには動作しない。

動作電圧範囲δＶは、下限電圧Ｖ_ＬＬ以上、上限電圧Ｖ_ＵＬ以下の範囲に設定されている。下限電圧Ｖ_ＬＬは、第１の電圧判定しきい値Ｖ_ｔｈ１よりも大きな値に設定されている。第１の電圧判定しきい値Ｖ_ｔｈ１とは、マイクロコンピュータ５４が、電源スイッチ６３がオフされたことを認識する際の基準となる電圧をいう。第１の電圧判定しきい値Ｖ_ｔｈ１は、０（零）または０の近傍値に設定される。

マイクロコンピュータ５４は、電圧センサ７１を通じて検出される電圧Ｖ_ｉｇが第１の電圧判定しきい値Ｖ_ｔｈ１を下回る状態が設定時間Ｔ_１だけ継続したとき、電源スイッチ６３がオフされたことを認識する。これは、電圧Ｖ_ｉｇが第１の電圧判定しきい値Ｖ_ｔｈ１を瞬間的に下回るような場合、これをもって電源スイッチ６３がオフされたとマイクロコンピュータ５４が誤って判定することを抑制するためである。

マイクロコンピュータ５４は、電源が投入されたとき、すなわち電圧センサ７１を通じて検出される電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ内の値に達したことを契機として動作して、いわゆるイニシャルチェックを実行開始する。イニシャルチェクとは、モータ３１に対する給電を開始する前の点検（検査）であって、モータ３１を駆動させるための部分、たとえば電源リレー５３、モータ３１の巻線および駆動回路５１などの異常を検査することをいう。

＜マイクロコンピュータの動作＞
つぎに、電源投入時におけるマイクロコンピュータ５４の処理手順について説明する。プリチャージ回路５２、電源リレー５３および駆動回路５１（各スイッチング素子）はいずれもオフされた状態である。

図６のフローチャートに示すように、マイクロコンピュータ５４は、電圧センサ７１を通じて検出される電圧Ｖ_ｉｇ（ＩＧ電圧）が動作電圧範囲δＶ外の値から動作電圧範囲δＶ内の値に至ったとき（ステップＳ１０１）、電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ内の値に至ったときから設定時間Ｔ_２だけ経過したかどうかを判定する（ステップＳ１０２）。マイクロコンピュータ５４は、カウンタ５４ａを通じて、電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ内の値に至ってからの経過時間を計測する。設定時間Ｔ_２は、実験あるいはシミュレーションにより求められる。設定時間Ｔ_２は、電源スイッチ６３がオフされた状態において、電圧Ｖ_ｉｇの値が動作電圧範囲δＶの上限電圧Ｖ_ＵＬから動作電圧範囲δＶを下回る値（たとえば０Ｖ、あるいは０Ｖの近傍値）に低下するまでの時間を基準として設定される。本実施の形態では、先の図５のグラフに示すように、設定時間Ｔ_２は、電源スイッチ６３のオフを判定するための設定時間Ｔ_１が経過するタイミング（時刻ｔ５）で経過するように設定されている。マイクロコンピュータ５４は、カウンタ５４ａを通じて設定時間Ｔ_２が計測されたとき、カウンタ５４ａをクリア（リセット）する。

マイクロコンピュータ５４は、電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ内の値に至ってから設定時間Ｔ_２だけ経過した旨判定されないとき（ステップＳ１０２でＮＯ）、イニシャルチェックを行うことなく処理を終了する。これに対し、マイクロコンピュータ５４は、電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ内の値に至ってから設定時間Ｔ_２だけ経過した旨判定されるとき（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、イニシャルチェックを実行開始する（ステップＳ１０３）。

マイクロコンピュータ５４は、イニシャルチェックの実行開始に際して、次式（Ａ１）に示すように、電圧センサ７２を通じて検出される電圧Ｖ_ｐｉｇ１と、電圧センサ７３を通じて検出される電圧Ｖ_ｐｉｇ２との差が第２の電圧判定しきい値Ｖ_ｔｈ２を超えているとき、プリチャージ回路５２をオンする。これにより、バッテリ６１の直流電力がプリチャージ回路５２を介して駆動回路５１へ供給される。いま駆動回路５１の各スイッチング素子はオフの状態に維持されているため、バッテリ６１からの直流電力はコンデンサ８２へ供給される。このバッテリ６１からの直流電力が供給されることにより、コンデンサ８２は充電される。

ちなみに、第２の電圧判定しきい値Ｖ_ｔｈ２は、電源リレー５３をオンした場合にバッテリ６１からコンデンサ８２へ向けて突入電流が生じない程度の電源リレー５３の両端電圧の差（＝│Ｖ_ｐｉｇ１－Ｖ_ｐｉｇ２│）を基準として設定されている。

│Ｖ_ｐｉｇ１－Ｖ_ｐｉｇ２│＞Ｖ_ｔｈ２ …（Ａ１）
マイクロコンピュータ５４は、次式（Ａ２）に示すように、電圧センサ７２を通じて検出される電圧Ｖ_ｐｉｇ１と、電圧センサ７３を通じて検出される電圧Ｖ_ｐｉｇ２との差が第２の電圧判定しきい値Ｖ_ｔｈ２以下になったとき、コンデンサ８２の充電が完了したとして、プリチャージ回路５２をオフし、今度は電源リレー５３をオンする。これにより、バッテリ６１の電力が駆動回路５１へ供給される。このとき、コンデンサ８２は充電が完了した状態であるため、バッテリ６１からコンデンサ８２へ向けて突入電流が流れることはない。

│Ｖ_ｐｉｇ１－電圧Ｖ_ｐｉｇ２│≦Ｖ_ｔｈ２ …（Ａ２）
ちなみに、マイクロコンピュータ５４は、電源リレー５３をオンする前に、イニシャルチェックの一環として、電源リレー５３の溶着有無などの診断を行うようにしてもよい。たとえば電源リレー５３が溶着している場合、電源リレー５３の負荷側の電圧Ｖ_ｐｉｇ２は、電源リレー５３を介してバッテリ６１の電圧（電源電圧）と等しくなる。このため、電源リレー５３の負荷側の電圧Ｖ_ｐｉｇ２に基づき電源リレー５３の溶着の有無を検出することができる。マイクロコンピュータ５４は、電源リレー５３の異常が検出されないとき、電源リレー５３をオンする。

マイクロコンピュータ５４は、電源リレー５３をオンした後、電源リレー５３以外の他の箇所（駆動回路５１など）の診断を実行し、処理を終了する。マイクロコンピュータ５４は、イニシャルチェックが正常に終了した後、操舵状態に応じてモータ３１への給電を行うアシスト制御を実行する。

＜第１の実施の形態の作用＞
つぎに、電源投入時において、マイクロコンピュータ５４が先の図６のフローチャートに示される処理を実行することによる作用を説明する。

たとえばバッテリ６１の電圧低下に起因して、エンジンを始動させるスタータなどの電気負荷に対して、必要とされる電力の供給が困難となることがある。このような状況下においては、救援車両に搭載されたバッテリから電力供給を補うことによりエンジンを始動する、いわゆるジャンプスタートが行われることがある。

図５のグラフにポイントＰ_ｖ１で示すように、ジャンプスタートを行う場合、自車両のバッテリ６１に他車両のバッテリが接続されることにより、電圧センサ７１を通じて検出される電圧Ｖ_ｉｇ、すなわちマイクロコンピュータ５４の電源電圧が動作電圧範囲δＶを超える過電圧状態に維持されることがある（時刻ｔ１）。そして、たとえばジャンプスタートによりエンジンを始動させた後、ポイントＰ_ｖ１で示される過電圧状態において、電源スイッチ６３がオフ操作された場合、電圧Ｖ_ｉｇの値はつぎのように変化する。

すなわち、電源スイッチ６３のオフ操作を通じてバッテリ６１とマイクロコンピュータ５４との間の電源線６２の導通が遮断されることにより、図５のグラフに特性線Ｌ_ｖで示すように、電圧Ｖ_ｉｇ（電源電圧）は徐々に下降し、動作電圧範囲δＶの上限電圧Ｖ_ＵＬに至る（時刻ｔ２）。その後、電圧Ｖ_ｉｇはさらに下限電圧Ｖ_ＬＬまで下降する（時刻ｔ３）。この後も電圧Ｖ_ｉｇは下降し続け、やがて第１の電圧判定しきい値Ｖ_ｔｈ１に至る（時刻ｔ４）。

このように、過電圧状態で電源スイッチ６３がオフ操作されたとき、電圧Ｖ_ｉｇは、わずかな期間（時刻ｔ２から時刻ｔ３までの期間）ではあるものの、イニシャルチェックの開始条件である動作電圧範囲δＶ内の値となる。

マイクロコンピュータ５４は、電圧Ｖ_ｉｇが第１の電圧判定しきい値Ｖ_ｔｈ１を下回ってから設定時間Ｔ_１だけ経過したとき（時刻ｔ５）、電源スイッチ６３がオフされたことを認識する。すなわち、電源スイッチ６３が時刻ｔ１で実際にオフ操作されてからマイクロコンピュータ５４が時刻ｔ５で電源スイッチ６３のオフを実際に認識するまでにはタイムラグが生じる。このため、マイクロコンピュータ５４は、電源スイッチ６３がオフされたことを認識する前に電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ内の値に至った旨認識することによって、即時にイニシャルチェックを実行開始しようとする。しかしこの場合、つぎのようなことが懸念される。

すなわち、マイクロコンピュータ５４は、イニシャルチェクを実行するに際して、プリチャージ回路５２をオンさせるとともに、コンデンサ８２の充電完了を契機として電源リレー５３をオンさせる。これにより、電源リレー５３の後段の回路へバッテリ６１からの電力が供給される。このとき、バッテリ６１には救援車両のバッテリが接続されていることにより過電圧状態に維持されているため、プリチャージ回路５２、具体的にはそのＦＥＴ８４に対して耐電力を超える電圧が印加されるおそれがある。

この点、本実施の形態によれば、マイクロコンピュータ５４は、電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ外の値から動作電圧範囲δＶ内の値に至ったときから設定時間Ｔ_２だけ経過したとき（図６：ステップＳ１０２でＹＥＳ）、イニシャルチェックを実行開始する。

ここで設定時間Ｔ_２は、電源スイッチ６３がオフされた状態において、電圧Ｖ_ｉｇの値が動作電圧範囲δＶの上限電圧Ｖ_ＵＬから動作電圧範囲δＶを下回る値に低下するまでの時間を基準として設定されている。このため、図５のグラフに特性線Ｌ_ｖで示されるように、電圧Ｖ_ｉｇの値が動作電圧範囲δＶを超える過電圧状態で電源スイッチ６３がオフ操作された場合、電圧Ｖ_ｉｇの値が動作電圧範囲δＶの上限電圧Ｖ_ＵＬまで下降したとき（時刻ｔ２）を起点として設定時間Ｔ_２だけ経過したとき（時刻ｔ５）、電圧Ｖ_ｉｇは動作電圧範囲δＶを下回る値まで低下している。ちなみに、本実施の形態では、電圧Ｖ_ｉｇの値が動作電圧範囲δＶの上限電圧Ｖ_ＵＬまで下降したときを起点として設定時間Ｔ_２だけ経過するタイミングは、マイクロコンピュータ５４が電源スイッチ６３のオフを認識するタイミングでもある。

このため、マイクロコンピュータ５４は、電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ内の値に至った旨判定することがないため、イニシャルチェックを実行することはない。しかも本実施の形態では、マイクロコンピュータ５４は、電源スイッチ６３がオフされていることまでも認識する。このことによっても、マイクロコンピュータ５４がイニシャルチェックを実行することはない。したがって、プリチャージ回路５２のＦＥＴ８４がオンされないため、動作電圧範囲δＶを超える過電圧がプリチャージ回路５２のＦＥＴ８４に供給されることもない。これにより、ＦＥＴ８４、ひいてはプリチャージ回路５２を保護することができる。

ちなみに、通常の電源投入時においても、マイクロコンピュータ５４は先の図６のフローチャートに示される手順で処理を実行する。すなわち、マイクロコンピュータ５４は、電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ外の値（ここでは、動作電圧範囲δＶを下回る値）から動作電圧範囲δＶ内の値に至った場合（ステップＳ１０１）、設定時間Ｔ_２だけ経過したとき（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、イニシャルチェックを実行開始する。通常の電源投入時であれば、電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ内の値に至ったときから設定時間Ｔ_２だけ経過した後であれ、電圧Ｖ_ｉｇは基本的には動作電圧範囲δＶ内の値に維持されている。

＜第１の実施の形態の効果＞
したがって、第１の実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）マイクロコンピュータ５４は、電圧センサ７１を通じて検出される電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶ内の値に至ってから設定時間Ｔ_２だけ経過した後にイニシャルチェックを実行開始する。これにより、たとえばジャンプスタートが行われた場合など、電圧Ｖ_ｉｇが動作電圧範囲δＶを超える過電圧状態において電源スイッチ６３がオフ操作されることによって電圧Ｖ_ｉｇが一時的（瞬間的）に動作電圧範囲δＶ内の値に至ったとしても、マイクロコンピュータ５４は即時にイニシャルチェックを実行開始することがない。過電圧がプリチャージ回路５２へ供給されることがないため、プリチャージ回路５２、具体的にはその構成要素であるＦＥＴ８４に異常が発生することを抑制することができる。したがって、プリチャージ回路５２を過電圧から保護することができる。

（２）ここで、プリチャージ回路５２のＦＥＴ８４として、より高い耐電力を有するものを採用することが考えられる。しかし、そのような高耐電力を有するＦＥＴは、概して高価であって、またＦＥＴの体格もより大きくなる。この点、本実施の形態によれば、ＥＣＵ４０としての構成を変更したり新たな構成を追加したりすることなく、プリチャージ回路５２をオンする条件を工夫することによってプリチャージ回路５２を保護することができる。このため、ＥＣＵ４０の製品コスト、および体格の大型化を抑制することができる。

＜第２の実施の形態＞
つぎに、車両制御装置の第２の実施の形態を説明する。
図７に示すように、ＥＣＵ９０は、２系統の巻線を有するモータ９１に対する給電を制御する。モータ９１は、ロータ９１ａ、図示しないステータに巻回された第１の巻線群９１ｂおよび第２の巻線群９１ｃを有している。第１の巻線群９１ｂは、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを有している。第２の巻線群９１ｃも、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルを有している。

また、車載センサとして、モータ９１には、２つの回転角センサ４３ａ，４３ｂが設けられている。これら回転角センサ４３ａ，４３ｂは、モータ３１の回転角θ_ｍ１，θ_ｍ２を検出する。また、車載センサとして、たとえばコラムシャフト２２ａには、２つのトルクセンサ４２ａ，４２ｂが設けられている。これらトルクセンサ４２ａ，４２ｂは、ステアリングシャフト２２に付与される操舵トルクτ_１，τ_２を検出する。

ＥＣＵ９０は、第１の巻線群９１ｂおよび第２の巻線群９１ｃに対する給電を系統ごとに個別に制御する。ＥＣＵ９０は、第１の巻線群９１ｂに対する給電を制御する第１の制御部４０ａ、および第２の巻線群９１ｃに対する給電を制御する第２の制御部４０ｂを有している。第１の制御部４０ａおよび第２の制御部４０ｂは、それぞれ先の図２に示されるＥＣＵ４０と同様の構成を有している。第１の制御部４０ａは、操舵トルクτ_１、車速Ｖ、およびモータ３１の回転角θ_ｍ１に基づき第１の巻線群９１ｂに対する給電を制御する。第２の制御部４０ｂは、操舵トルクτ_２、車速Ｖ、およびモータ３１の回転角θ_ｍ２に基づき第２の巻線群９１ｃに対する給電を制御する。

また、ＥＣＵ９０は、電源が投入されたとき、イニシャルチェックを系統ごとに個別に実行する。第１の制御部４０ａは、電源が投入されたとき、先の図６のフローチャートに示される処理の実行を通じて、自己の属する第１の系統のイニシャルチェックの実行を開始する。第２の制御部４０ｂも、電源が投入されたとき、先の図６のフローチャートに示される処理の実行を通じて、自己の属する第２の系統のイニシャルチェックの実行を開始する。

ちなみに、ＥＣＵ９０の制御対象は、３系統以上の巻線群を有するモータであってもよい。この場合であれ、ＥＣＵ９０は、３系統以上の巻線群に対する給電を独立して制御する。また、この場合、ＥＣＵ９０として、系統数と同数の個別の制御部を有する構成を採用する。

したがって、第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態における（１），（２）の効果に加え、つぎの効果を得ることができる。
（３）２系統のいずれか一方に異常が発生した場合であれ、正常系統の巻線群に対する給電を通じてモータ３１の駆動を継続することができる。

＜他の実施の形態＞
なお、第１および第２の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。
・第１および第２の実施の形態において、バッテリ６１としては、１２Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖのものなど、車両の仕様に応じて適宜の電圧を有するものが採用される。

・第１および第２の実施の形態では、ＥＰＳ１０として、モータ３１のトルクをステアリングシャフト２２（コラムシャフト２２ａ）に伝達するタイプを例に挙げたが、モータ３１のトルクをラック軸２３に伝達するタイプであってもよい。

・第１および第２の実施の形態では、車両制御装置をＥＰＳ１０のモータ３１を制御するＥＣＵ４０に具体化したが、ステアリングホイール２１と転舵輪２６，２６との間の動力伝達を分離したバイワイヤ方式の操舵装置の制御装置として具体化してもよい。このバイワイヤ方式の操舵装置は、ステアリングシャフトに付与される操舵反力の発生源である反力モータ、および転舵輪を転舵させる転舵力の発生源である転舵モータを有している。バイワイヤ方式の操舵装置の制御装置は、反力モータおよび転舵モータをそれぞれ制御する。

・第１および第２の実施の形態では、車両制御装置をＥＰＳ１０のモータ３１を制御するＥＣＵ４０に具体化したが、ＥＰＳ１０などの操舵装置以外の他の車載機器に使用されるモータの制御装置に具体化してもよい。

２０…操舵機構、３１，９１…モータ、４０，９０…ＥＣＵ（車両制御装置）、５１…駆動回路、５２…プリチャージ回路、５３…電源リレー、５４…マイクロコンピュータ（制御回路）、６２…電源線（第１の電源経路）、６３…電源スイッチ、６４…電源線（第２の電源経路）、６５…電源線（第３の電源経路）、８２…コンデンサ、Ｔ_１…設定時間（第２の設定時間）、Ｔ_２…設定時間（第１の設定時間）、Ｖ_ｔｈ１…第１の電圧判定しきい値、Ｖ_ｔｈ２…第２の電圧判定しきい値、Ｖ_ＵＬ…上限電圧、δＶ…動作電圧範囲。

Claims (5)

1. モータに対して電源電圧に基づく駆動電力を供給する駆動回路と、
   前記駆動回路に対して並列に接続された電源安定化用のコンデンサと、
   前記駆動回路の動作を制御する制御回路と、
   前記制御回路と電源とを接続する第１の電源経路を開閉する電源スイッチと、
   前記駆動回路と電源とを接続する第２の電源経路を開閉する電源リレーと、
   前記駆動回路と電源とを接続する第３の電源経路を開閉するプリチャージ回路と、を備え、
   前記制御回路は、前記電源スイッチがオンされたことを契機として前記第１の電源経路を通じて供給される電圧が動作電圧範囲内の値に至った場合、第１の設定時間だけ経過した後、前記プリチャージ回路をオンすることにより前記コンデンサの充電を開始するとともに、前記コンデンサの充電が完了したとき、前記電源リレーをオンするように構成され、
   前記第１の設定時間は、前記電源スイッチがオフされた状態において前記第１の電源経路に生じる電圧が前記動作電圧範囲の上限電圧から前記動作電圧範囲を下回る値に低下するまでの時間を基準として設定される車両制御装置。
2. 請求項１に記載の車両制御装置において、
   前記制御回路は、前記第１の電源経路に生じる電圧が、前記動作電圧範囲を下回る値に設定される第１の電圧判定しきい値を下回ってから第２の設定時間だけ経過したとき、前記電源スイッチがオフされたことを認識するものであって、
   前記第１の設定時間は、前記第２の設定時間が経過するタイミングで経過するように設定される車両制御装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の車両制御装置において、
   前記制御回路は、前記電源リレーの両端間の電圧の差が、前記電源リレーをオンした場合に前記コンデンサに対する突入電流が生じない程度の値を基準として設定される第２の電圧判定しきい値以下であるとき、前記コンデンサの充電が完了した旨判定する車両制御装置。
4. 請求項１～請求項３のうちいずれか一項に記載の車両制御装置において、
   前記制御回路は、前記モータに対する給電開始前の点検であるイニシャルチェックの一環として、前記コンデンサの充電が完了した場合、前記電源リレーの診断を行い、当該診断の結果が異常を示すものではないとき、前記電源リレーをオンする車両制御装置。
5. 請求項１～請求項４のうちいずれか一項に記載の車両制御装置において、
   前記モータは、車両の操舵機構に付与されるトルクを発生するものである車両制御装置。

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