WO2010032705A1 - モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置 Download PDF

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酒井　厚夫
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株式会社ジェイテクト
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    • H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
    • H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
    • H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
    • H03K17/6874—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor in a symmetrical configuration

Definitions

  • the present invention relates to a motor control device and an electric power steering device.
  • a conventional power circuit breaker includes a relay circuit using a mechanical relay in which a contact is selectively turned on and off by energizing a coil included in the power circuit breaker, so-called power relay (see, for example, Patent Document 1). .
  • Such abnormality detection (abnormality determination) of the power relay is generally performed by monitoring a change in the output voltage of the power relay when the power is turned on.
  • the motor 42 receives supply of drive power based on the power supply voltage Vb from the drive circuit 43.
  • the power supply and the drive circuit 43 are connected by a power supply line 44, and a power supply relay 45 is provided on the power supply line 44.
  • the abnormality determination of the power supply relay 45 more specifically, the determination of welding and disconnection of the mechanical relay 47 provided in the power supply relay 45 is performed by the following procedure.
  • the output voltage V0 of the power supply relay 45 should match the power supply voltage Vb only when the power supply relay 45 is on. Accordingly, when the output voltage V0 of the power supply relay 45 matches the power supply voltage Vb when the power supply relay 45 is off, it can be determined that a welding failure of the mechanical relay 47 has occurred. If the output voltage V0 of the power supply relay 45 does not match the power supply voltage Vb when the power supply relay 45 is on, it can be determined that a disconnection failure of the mechanical relay 47 has occurred.
  • the power supply relay 45 of the motor control device 46 includes, in addition to the mechanical relay 47, an FET 48 and a diode 49 that selectively turn on and off the energization of the relay coil of the mechanical relay 47. Between the power supply relay 45 and the drive circuit 43, a pull-down resistor 50 for detecting the output voltage V0 of the power supply relay 45 and a smoothing capacitor 51 for stabilizing the voltage applied to the drive circuit 43 are provided.
  • An object of the present invention is to provide a motor control device capable of easily and reliably detecting an abnormality occurring in a power circuit breaker using a switching element including a parasitic diode, and an electric power provided with such a motor control device.
  • the object is to provide a steering device.
  • a drive circuit that supplies drive power to a motor based on a voltage of a power supply, a power supply line that connects the drive circuit and the power supply, A power circuit breaker having a first switching element and a second switching element each including a diode; cutting off the power line; an abnormality determining unit for determining abnormality of the power circuit breaker; the drive circuit; A motor control device is provided that includes a smoothing capacitor provided between a power circuit breaker and a voltage detection unit that detects output voltages of the first and second switching elements. The first switching element is disposed near the power source, and the second switching element is disposed near the drive circuit.
  • the first and second switching elements are connected in series so that the polarities of the parasitic diodes are opposite to each other.
  • the abnormality determination unit is configured to detect a short circuit failure of the first switching element based on the output voltages of the first and second switching elements detected when both the first and second switching elements are off.
  • the first step A second step of determining the presence or absence of a disconnection failure of the switching element is executed.
  • the abnormality determination unit detects the output voltage of the first switching element and the charge voltage of the smoothing capacitor detected thereafter. Based on the comparison, whether or not there is a short circuit failure or a disconnection failure of the second switching element is determined.
  • the abnormality determination unit when determining whether or not there is a short-circuit fault in the second switching element, the abnormality determination unit detects the first switching element that is detected when both the first and second switching elements are turned off. When the output voltage of the first switching element matches the charge voltage of the smoothing capacitor, it is determined that a short circuit fault has occurred in the second switching element.
  • the abnormality determination unit when determining whether or not there is a disconnection failure in the second switching element, switches the first switching element off and turns on the second switching element.
  • the output voltage of the first switching element detected at the time of switching does not coincide with the charge voltage of the smoothing capacitor, it is determined that a disconnection failure has occurred in the second switching element.
  • an electric power steering apparatus including the motor control device of the first aspect is provided.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of an electric power steering (EPS) device according to an embodiment of the present invention.
  • the block diagram which shows the electric constitution of the EPS apparatus of FIG.
  • the figure for demonstrating the procedure of the process which detects abnormality of the switching element in the EPS apparatus of FIG. Schematic of the conventional motor control apparatus.
  • a steering shaft 3 extending from a steering wheel 2 is connected to a rack 5 via a rack and pinion mechanism 4. .
  • the steering shaft 3 rotates according to the operation of the steering wheel 2 by the driver.
  • the rotation of the steering shaft 3 is converted into a reciprocating linear motion of the rack 5 by the rack and pinion mechanism 4 and then the steering angle of the steered wheels 6 is changed.
  • the EPS device 1 includes an EPS actuator 10 serving as a steering force assisting device that applies an assist force for assisting the driver to operate the steering wheel 2 to the steering system of the vehicle, and a control unit that controls the operation of the EPS actuator 10 ( ECU11 as a control part).
  • EPS actuator 10 serving as a steering force assisting device that applies an assist force for assisting the driver to operate the steering wheel 2 to the steering system of the vehicle
  • control unit that controls the operation of the EPS actuator 10 ( ECU11 as a control part).
  • the EPS actuator 10 is a so-called rack-type EPS actuator in which a motor 12 that is a drive source of the EPS actuator 10 is arranged coaxially with the rack 5.
  • the assist torque generated by the motor 12 is transmitted to the rack 5 via a ball screw mechanism (not shown).
  • the motor 12 is a brushless motor, and rotates by receiving supply of driving power of three phases, that is, U-phase, V-phase, and W-phase from the ECU 11.
  • the ECU 11 applies an appropriate assist force to the steering system by controlling the assist torque generated by the motor 12 (power assist control). That is, the ECU 11 functions as a motor control device.
  • a torque sensor 14 and a vehicle speed sensor 15 are connected to the ECU 11.
  • the ECU 11 controls the operation of the EPS actuator 10 based on the steering torque ⁇ and the vehicle speed V detected by the torque sensor 14 and the vehicle speed sensor 15, respectively, and executes power assist control.
  • the ECU 11 includes a microcomputer 17 as a motor control signal output unit (motor control signal output means) that outputs a motor control signal, And a drive circuit 19 for supplying three-phase drive power to the motor 12 based on the motor control signal to be output.
  • the drive circuit 19 is provided in the middle of the power supply path between the battery 18 that is a DC power source and the motor 12.
  • the drive circuit 19 includes a known PWM inverter provided with a plurality of semiconductor switching elements (power MOSFETs).
  • the semiconductor switching element includes FET 20a and FET 20d connected in series with each other, FET 20b and FET 20e connected in series with each other, and FET 20c and FET 20f connected in series with each other.
  • the pair of FETs 20a and 20d, the pair of FETs 20b and 20e, and the pair of FET 20c and FET 20f are connected to each other in parallel.
  • the drive circuit 19 and the battery 18 are connected by a power line 21.
  • the power supply line 21 is provided with a smoothing capacitor 22 for stabilizing the voltage applied to the drive circuit 19.
  • the ECU 11 includes current sensors 23u, 23v, and 23w for detecting phase current values Iu, Iv, and Iw that are supplied to the motor 12, and a rotation angle sensor 24 for detecting the rotation angle ⁇ of the motor 12. It is connected.
  • the microcomputer 17 outputs a motor control signal to the drive circuit 19 based on the phase current values Iu, Iv, Iw and the rotation angle ⁇ of the motor 12 and the steering torque ⁇ and the vehicle speed V.
  • the FETs 20a to 20f are selectively turned on and off in accordance with the motor control signal output from the microcomputer 17, the DC power of the battery 18 is converted into three-phase driving power and supplied to the motor 12.
  • the power line 21 connecting the battery 18 and the drive circuit 19 is provided with two switching elements, a first FET 26 and a second FET 27.
  • the first FET 26 and the second FET 27 are connected in series so that the polarities of the parasitic diodes D included in the first FET 26 and the second FET 27 are opposite to each other. More specifically, the first FET 26 and the second FET 27 are connected in series in such a manner that the source terminals are connected to each other at the portion of the power supply line 21 closer to the battery 18 than the smoothing capacitor 22, that is, at the input side of the smoothing capacitor 22. It is connected.
  • the gate terminals of the first FET 26 and the second FET 27 receive a control signal output from the microcomputer 17.
  • the operations of the first FET 26 and the second FET 27, that is, the switching state, are individually controlled by the microcomputer 17.
  • the first FET 26 and the second FET 27 (and the microcomputer 17) constitute a power breaker (power shut-off means) that shuts off the power line 21.
  • a first voltage sensor 29 and a second voltage sensor 30 are provided on the output side of the first FET 26 and the output side of the second FET 27 on the power supply line 21, respectively.
  • the microcomputer 17 detects the output voltage V1 of the first FET 26 based on the output signal of the first voltage sensor 29, and detects the output voltage V2 of the second FET 27 based on the output signal of the second voltage sensor 30.
  • the first and second voltage sensors 29 and 30 and the microcomputer 17 constitute a voltage detection unit (voltage detection means).
  • a pull-down resistor 31 is provided between the first FET 26 and the first voltage sensor 29.
  • the microcomputer 17 is based on the switching state of the first FET 26 and the second FET 27 and the combination of the output voltages V1 and V2, that is, Abnormalities of the first FET 26 and the second FET 27 are detected and determined. Therefore, the microcomputer 17 has a function as an abnormality determination unit (abnormality determination means).
  • the microcomputer 17 detects and determines an abnormality of the power breaker according to the procedure shown in FIG. 3 instead of the conventional abnormality determination method.
  • the control of the motor 12 is stopped in order to promptly make fail-safe when an abnormality, that is, a failure is detected in either the first FET 26 or the second FET 27. Therefore, the first to fourth steps described below are sequentially executed by the microcomputer 17 when no abnormality is found in each step. However, when an abnormality is found in any step. The process of the step subsequent to the step is not executed.
  • the microcomputer 17 When the vehicle is turned on (when the ignition switch is turned on), the microcomputer 17 first outputs the output voltages V1, V1 of the first FET 26 and the second FET 27 that are detected when both of the switching states are off, as a first step of abnormality determination. Based on V2, the presence / absence of a short circuit failure of the first FET 26 is determined.
  • the switching state of the first FET 26 is OFF, no current flows from the battery 18 to the drive circuit 19 via the first FET 26 unless the first FET 26 has a short-circuit fault. That is, it is considered that the pull-down resistor 31 is interposed in the vicinity of the first voltage sensor 29, and that the electric charge is not yet charged in the smoothing capacitor 22 immediately after the ignition switch for performing the abnormality determination is turned on. Then, the output voltages V1 and V2 of the first FET 26 and the second FET 27 should both match the ground voltage (0V).
  • the microcomputer 17 determines that a short circuit fault has occurred in the first FET 26.
  • the output voltage V2 of the second FET 27 coincides with the power supply voltage Vb when the first FET 26 is short-circuited due to the presence of the parasitic diode D of the second FET 27.
  • the microcomputer 17 determines whether or not there is a disconnection failure of the first FET 26 based on the output voltages V1 and V2 of the first FET 26 and the second FET 27 detected when only the first FET 26 is switched on. .
  • the microcomputer 17 determines that a disconnection failure has occurred in the first FET 26.
  • the microcomputer 17 determines the presence or absence of a short-circuit failure of the second FET 27 based on the output voltage V1 of the first FET 26 detected when the first FET 26 is switched off again.
  • the fact that the process of the third step is executed by the microcomputer 17 means that there is no short circuit or disconnection failure in the first FET 26.
  • the first FET 26 is turned on, so that the smoothing capacitor 22 is charged with electric current.
  • the second FET 27 is OFF, the first FET 26 and the smoothing capacitor 22 are not electrically connected to each other unless the second FET 27 is short-circuited. That is, the output voltage V1 of the first FET 26 should match the ground voltage (0 V), and the output voltage V2 of the second FET 27 should match the charge voltage Vc of the smoothing capacitor.
  • the microcomputer 17 determines the presence or absence of a disconnection failure of the second FET 27 based on the output voltage V1 of the first FET 26 detected when only the second FET 27 is switched on.
  • the output voltage V1 of the first FET 26 should be equal to the charge voltage Vc of the smoothing capacitor 22.
  • the output voltage V1 of the first FET 26 does not match the charge voltage Vc of the smoothing capacitor 22, the first FET 26 and the smoothing capacitor 22 are not electrically connected to each other, that is, the second FET 27 is disconnected.
  • the microcomputer 17 determines that this has occurred.
  • an abnormality in the power breaker that is, the first FET 26 and the second FET 27, more specifically, a short-circuit fault and a disconnection fault occurring in each of the first FET 26 and the second FET 27 can be detected easily and reliably. Is done.
  • the microcomputer 17 determines the presence or absence of a disconnection failure of the second FET 27 after determining the presence or absence of a short-circuit failure of the second FET 27.
  • the present invention is not limited to this, and the microcomputer 17 may determine the presence or absence of a disconnection failure of the second FET 27 prior to the determination of the presence or absence of a short-circuit failure of the second FET 27.
  • the first FET 26 and the second FET 27 are not limited to being configured with a power MOSFET, but may be configured with another switching element having a parasitic diode.
  • the microcomputer 17 functions as an abnormality determination unit, but the function may be performed by a device other than the microcomputer 17.
  • the present invention is not limited to being embodied in the ECU 11 of the EPS device 1 but may be applied to a motor control device used for purposes other than the EPS device.

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Abstract

　マイコン１７は、モータ制御装置として機能するＥＣＵ１１の電源遮断器の異常を検出及び判定する役割を果たす。その際、マイコン１７は先ず、スイッチング状態がいずれもオフの第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７で検出される出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいて、第１ＦＥＴ２６の短絡故障の有無を判定する。マイコン１７はその後、第１ＦＥＴ２６のみをオンに切り換えたときに検出される第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７の出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいて、第１ＦＥＴ２６の断線故障の有無を判定する。これにより第１ＦＥＴ２６に故障が発生していないと判定した場合、マイコン１７は、その後に検出される第１ＦＥＴ２６の出力電圧Ｖ１と平滑コンデンサ２２のチャージ電圧Ｖｃとの比較に基づいて、第２ＦＥＴ２７の短絡故障又は断線故障の有無を判定する。

Description

モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置
　本発明は、モータ制御装置及び電動パワーステアリング装置に関する。
　多くのモータ制御装置は、電源と駆動回路を接続する電源線に設けられて該電源線を遮断する電源遮断器（電源遮断手段）を備えている。従来の電源遮断器は、電源遮断器が備えるコイルへの通電により接点が選択的にオン及びオフする機械式リレーを用いたリレー回路、所謂電源リレーにより構成される（例えば、特許文献１参照）。このような電源リレーの異常検出（異常判定）は一般に、電源投入時に電源リレーの出力電圧の変化をモニタすることにより行われる。
　具体的には、例えば図４に示されるモータ制御装置４６においては、モータ４２は、電源電圧Ｖｂに基づく駆動電力の供給を駆動回路４３から受ける。電源と駆動回路４３は電源線４４により接続されており、電源線４４には電源リレー４５が設けられている。電源リレー４５の異常判定、より詳しくは電源リレー４５が備える機械式リレー４７の溶着及び断線の判定は、次の手順により行なわれる。
　即ち、図５に示すように、電源リレー４５が正常であれば、電源リレー４５がオンのときにのみ電源リレー４５の出力電圧Ｖ０は電源電圧Ｖｂに一致するはずである。従って、電源リレー４５がオフのときに電源リレー４５の出力電圧Ｖ０が電源電圧Ｖｂに一致する場合には、機械式リレー４７の溶着故障が発生していると判定することができる。また、電源リレー４５がオンのときに電源リレー４５の出力電圧Ｖ０が電源電圧Ｖｂに一致しない場合には、機械式リレー４７の断線故障が発生していると判定することができる。
　尚、モータ制御装置４６の電源リレー４５は、機械式リレー４７に加えて、機械式リレー４７のリレーコイルへの通電を選択的にオン及びオフするＦＥＴ４８及びダイオード４９を備える。電源リレー４５と駆動回路４３の間には、電源リレー４５の出力電圧Ｖ０を検出するためのプルダウン抵抗５０、及び駆動回路４３への印加電圧を安定させるための平滑コンデンサ５１が設けられている。
特開２００７－２７６７０６号公報
　近年、例えば電動パワーステアリング装置で使用されるモータ制御装置の電源遮断器においては、信頼性の向上や装置の小型化、或いはコストの低減を図るべく、機械式リレーからＦＥＴ等の半導体スイッチング素子への置き換えが進められている。しかしながら、半導体スイッチング素子は寄生ダイオードを含んでいるために、半導体スイッチング素子を用いた電源遮断器では、半導体スイッチング素子の寄生ダイオードの極性が互いに逆向きとなるように一対の半導体スイッチング素子が直列に接続される。そのため、上記したような従来の方法では半導体スイッチング素子を用いた電源遮断器の異常を検出することができない。
　そこで本発明の目的は、寄生ダイオードを含んだスイッチング素子を用いた電源遮断器に生じた異常を簡便かつ確実に検出することのできるモータ制御装置、及びそのようなモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
　上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様では、電源の電圧に基づきモータに駆動電力を供給する駆動回路と、前記駆動回路と前記電源を接続する電源線に設けられ、寄生ダイオードをそれぞれ含んだ第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を有し、前記電源線を遮断する電源遮断器と、前記電源遮断器の異常を判定する異常判定部と、前記駆動回路と前記電源遮断器の間に設けられた平滑コンデンサと、前記第１及び第２のスイッチング素子の出力電圧を検出する電圧検出部とを備えるモータ制御装置が提供される。前記第１のスイッチング素子は前記電源寄りに配置され、前記第２のスイッチング素子は前記駆動回路寄りに配置されている。前記第１及び第２のスイッチング素子は、寄生ダイオードの極性が互いに逆向きとなるようにして直列に接続されている。前記異常判定部は、前記第１及び第２のスイッチング素子がいずれもオフであるときに検出される第１及び第２のスイッチング素子の出力電圧に基づいて、第１のスイッチング素子の短絡故障の有無を判定する第１ステップ、及び前記第１ステップに引き続き、第１のスイッチング素子のみをオンに切り換えたときに検出される第１及び第２のスイッチング素子の出力電圧に基づいて、前記第１のスイッチング素子の断線故障の有無を判定する第２ステップを実行する。それにより短絡故障及び断線故障ともに第１のスイッチング素子に発生していないと判定した場合、前記異常判定部は、その後に検出される第１のスイッチング素子の出力電圧と前記平滑コンデンサのチャージ電圧との比較に基づいて、前記第２のスイッチング素子の短絡故障又は断線故障の有無を判定する。
　好適な実施形態においては、前記第２のスイッチング素子の短絡故障の有無を判定するとき、前記異常判定部は、前記第１及び第２のスイッチング素子をいずれもオフとしたときに検出される第１のスイッチング素子の出力電圧が前記平滑コンデンサのチャージ電圧に一致する場合に、第２のスイッチング素子に短絡故障が発生していると判定する。
　好適な実施形態においては、前記第２のスイッチング素子の断線故障の有無を判定するとき、前記異常判定部は、前記第１のスイッチング素子をオフに切り換えて且つ前記第２のスイッチング素子をオンに切り換えたときに検出される第１のスイッチング素子の出力電圧が前記平滑コンデンサのチャージ電圧に一致しない場合に、第２のスイッチング素子に断線故障が発生していると判定する。
　本発明の第２の態様では、上記第１の態様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が提供される。
本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置の概略図。 図１のＥＰＳ装置の電気的構成を示すブロック図。 図１のＥＰＳ装置におけるスイッチング素子の異常を検出する処理の手順を説明するための図。 従来のモータ制御装置の概略図。 図４のモータ制御装置における電源リレーの異常を検出する処理の手順を説明するための図。
　以下、本発明の一実施形態を図１～図３に従って説明する。
　図１に示すように、本実施形態に係る電動パワーステアリング（ＥＰＳ）装置１を備える車両において、ステアリングホイール２から延びるステアリングシャフト３は、ラックアンドピニオン機構４を介してラック５に連結されている。運転者によるステアリングホイール２の操作に応じてステアリングシャフト３は回転する。ステアリングシャフト３の回転は、ラックアンドピニオン機構４によりラック５の往復直線運動に変換された後、操舵輪６の舵角を変更する。
　ＥＰＳ装置１は、運転者によるステアリングホイール２の操作を補助するためのアシスト力を車両の操舵系に付与する操舵力補助装置としてのＥＰＳアクチュエータ１０と、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御する制御手段（制御部）としてのＥＣＵ１１とを備える。
　ＥＰＳアクチュエータ１０は、ＥＰＳアクチュエータ１０の駆動源であるモータ１２がラック５と同軸に配置されている、所謂ラック型のＥＰＳアクチュエータである。モータ１２が発生するアシストトルクは、ボールねじ機構（図示略）を介してラック５に伝達される。モータ１２はブラシレスモータであり、三相、すなわちＵ相、Ｖ相、Ｗ相の駆動電力の供給をＥＣＵ１１から受けることにより回転を生じる。ＥＣＵ１１は、モータ１２が発生するアシストトルクを制御することにより、適当なアシスト力を操舵系に付与する（パワーアシスト制御）。すなわち、ＥＣＵ１１はモータ制御装置として機能する。
　ＥＣＵ１１には、トルクセンサ１４及び車速センサ１５が接続されている。ＥＣＵ１１は、トルクセンサ１４及び車速センサ１５によりそれぞれ検出される操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、ＥＰＳアクチュエータ１０の作動を制御し、パワーアシスト制御を実行する。
　次に、ＥＰＳ装置１の電気的構成について説明する。
　ＥＰＳ装置１の電気的構成を示すブロック図である図２に示すように、ＥＣＵ１１は、モータ制御信号を出力するモータ制御信号出力部（モータ制御信号出力手段）としてのマイコン１７と、マイコン１７の出力するモータ制御信号に基づいてモータ１２に三相の駆動電力を供給する駆動回路１９とを備えている。駆動回路１９は、直流電源であるバッテリ１８とモータ１２の間の電力供給経路の途中に設けられている。
　駆動回路１９は、複数の半導体スイッチング素子（パワーＭＯＳＦＥＴ）を備えた周知のＰＷＭインバータよりなる。半導体スイッチング素子は、互いに直列に接続されたＦＥＴ２０ａ及びＦＥＴ２０ｄ、互いに直列に接続されたＦＥＴ２０ｂ及びＦＥＴ２０ｅ、及び互いに直列に接続されたＦＥＴ２０ｃ及びＦＥＴ２０ｆを含む。ＦＥＴ２０ａ，２０ｄのペア、ＦＥＴ２０ｂ，２０ｅのペア、及びＦＥＴ２０ｃ，ＦＥＴ２０ｆのペアは、互いに並列に接続されている。駆動回路１９とバッテリ１８は電源線２１により接続されている。電源線２１には、駆動回路１９への印加電圧を安定させるための平滑コンデンサ２２が設けられている。
　ＥＣＵ１１には、モータ１２に通電される相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをそれぞれ検出するための電流センサ２３ｕ，２３ｖ，２３ｗと、モータ１２の回転角θを検出するための回転角センサ２４とが接続されている。マイコン１７は、モータ１２の相電流値Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ及び回転角θ、並びに上記の操舵トルクτ及び車速Ｖに基づいて、駆動回路１９にモータ制御信号を出力する。
　マイコン１７から出力されるモータ制御信号に応じてＦＥＴ２０ａ～２０ｆがそれぞれ選択的にオン及びオフすることにより、バッテリ１８の直流電力が三相の駆動電力に変換されてモータ１２へと供給される。
　バッテリ１８と駆動回路１９を接続する電源線２１には、二つのスイッチング素子、第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７が設けられている。第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７は、第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７がそれぞれ備える寄生ダイオードＤの極性が互いに逆向きとなるようにして直列に接続されている。より具体的には、第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７は、平滑コンデンサ２２よりもバッテリ１８に近い側の電源線２１の部分、即ち平滑コンデンサ２２の入力側において、互いのソース端子を接続する態様で直列に接続されている。第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７のゲート端子は、マイコン１７から出力される制御信号の入力を受ける。従って、第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７の動作、すなわちスイッチング状態は、マイコン１７の制御を個別に受ける。本実施形態では、第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７（並びにマイコン１７）によって、電源線２１を遮断する電源遮断器（電源遮断手段）が構成されている。
　次に、電源遮断器の異常判定の態様について説明する。
　図２に示すように、電源線２１上の第１ＦＥＴ２６の出力側及び第２ＦＥＴ２７の出力側には、それぞれ第１電圧センサ２９、第２電圧センサ３０が設けられている。マイコン１７は、第１電圧センサ２９の出力信号に基づき第１ＦＥＴ２６の出力電圧Ｖ１を検出し、第２電圧センサ３０の出力信号に基づき第２ＦＥＴ２７の出力電圧Ｖ２を検出する。本実施形態では、第１及び第２電圧センサ２９，３０並びにマイコン１７により電圧検出部（電圧検出手段）が構成されている。第１ＦＥＴ２６と第１電圧センサ２９の間にはプルダウン抵抗３１が設けられている。
　マイコン１７は、上述したように第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７のスイッチング状態を個別に制御するのに加えて、第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７のスイッチング状態並びに出力電圧Ｖ１，Ｖ２の組み合わせに基づいて、電源遮断器すなわち第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７の異常を検出及び判定する。従って、マイコン１７は異常判定部（異常判定手段）としての機能を有する。
　さらに詳述すると、マイコン１７は、従来の異常判定方法に代わって、図３に示される手順で電源遮断器の異常を検出及び判定する。ＥＰＳ装置１では、第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７の何れかに異常すなわち故障を検知した時点で速やかにフェールセーフを図るべくモータ１２の制御が停止される。従って、以下に説明する第１～第４のステップは、各ステップにおいて異常が発見されなかった場合にマイコン１７により順次に実行されるものであるが、いずれかのステップにおいて異常が発見された場合には当該ステップに後続するステップの処理は実行されない。
　－　第１ステップ　－
　マイコン１７は、車両の電源投入時（イグニションスイッチがオンされたとき）、異常判定の第１ステップとして、先ず、スイッチング状態がともにオフのときに検出される第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７の出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいて、第１ＦＥＴ２６の短絡故障の有無を判定する。
　第１ＦＥＴ２６のスイッチング状態がオフであるならば、第１ＦＥＴ２６に短絡故障がない限り、第１ＦＥＴ２６を介してバッテリ１８から駆動回路１９へと電流が流れることはない。つまり、第１電圧センサ２９の近傍にはプルダウン抵抗３１が介在されていること、また異常判定が行なわれるイグニションスイッチがオンされた直後は、未だ平滑コンデンサ２２に電荷がチャージされていないことを考慮すれば、第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７の出力電圧Ｖ１，Ｖ２はいずれも接地電圧（０Ｖ）に一致するはずである。従って、これに反して、第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７の出力電圧Ｖ１，Ｖ２がバッテリ１８の電源電圧Ｖｂに一致する場合には、第１ＦＥＴ２６に短絡故障が発生しているとマイコン１７は判定する。尚、第１ＦＥＴ２６の短絡故障時に第２ＦＥＴ２７の出力電圧Ｖ２が電源電圧Ｖｂに一致するのは、いうまでもなく第２ＦＥＴ２７の寄生ダイオードＤの存在によるものである。
　－　第２ステップ　－
　次に、マイコン１７は、第２ステップとして、第１ＦＥＴ２６のみをオンに切り換えたときに検出される第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７の出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいて、第１ＦＥＴ２６の断線故障の有無を判定する。
　第１ＦＥＴ２６のスイッチング状態がオンであるならば、第１ＦＥＴ２６に断線故障がない限り、第１ＦＥＴ２６を介してバッテリ１８から第２ＦＥＴ２７へ、更に第２ＦＥＴ２７の寄生ダイオードＤを介して駆動回路１９へと電流が流れるはずである。従って、これに反して、第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７の出力電圧Ｖ１，Ｖ２がバッテリ１８の電源電圧Ｖｂに一致しない場合には、第１ＦＥＴ２６に断線故障が発生しているとマイコン１７は判定する。
　－　第３ステップ　－
　次に、マイコン１７は、第３ステップとして、第１ＦＥＴ２６を再びオフに切り換えたときに検出される第１ＦＥＴ２６の出力電圧Ｖ１に基づいて、第２ＦＥＴ２７の短絡故障の有無を判定する。
　マイコン１７により第３ステップの処理が実行されるということは、第１ＦＥＴ２６に短絡及び断線の故障が発生していないことを意味している。上記の第２ステップにおいて第１ＦＥＴ２６がオンに切り換えられたことで、平滑コンデンサ２２には通電による電荷がチャージされている。このとき、第２ＦＥＴ２７のスイッチング状態がオフであるならば、第２ＦＥＴ２７に短絡故障がない限り、第１ＦＥＴ２６と平滑コンデンサ２２は互いに電気的に接続していない。つまり、第１ＦＥＴ２６の出力電圧Ｖ１は接地電圧（０Ｖ）に一致し、第２ＦＥＴ２７の出力電圧Ｖ２は平滑コンデンサのチャージ電圧Ｖｃに一致するはずである。従って、これに反して、第１ＦＥＴ２６の出力電圧Ｖ１が平滑コンデンサ２２のチャージ電圧Ｖｃに一致する場合には、第１ＦＥＴ２６と平滑コンデンサ２２が互いに電気的に接続されている、すなわち第２ＦＥＴ２７に短絡故障が発生しているとマイコン１７は判定する。
　－　第４ステップ　－
　次に、マイコン１７は、第４ステップとして、第２ＦＥＴ２７のみをオンに切り換えたときに検出される第１ＦＥＴ２６の出力電圧Ｖ１に基づいて、第２ＦＥＴ２７の断線故障の有無を判定する。
　第２ＦＥＴ２７がオンに切り換えられることにより第１ＦＥＴ２６と平滑コンデンサ２２が互いに電気的に接続された状態であるならば、第１ＦＥＴ２６の出力電圧Ｖ１は平滑コンデンサ２２のチャージ電圧Ｖｃに一致するはずである。従って、これに反して、第１ＦＥＴ２６の出力電圧Ｖ１が平滑コンデンサ２２のチャージ電圧Ｖｃに一致しない場合には、第１ＦＥＴ２６と平滑コンデンサ２２が互いに電気的に接続していない、すなわち第２ＦＥＴ２７に断線故障が発生しているとマイコン１７は判定する。
　従って、以上説明した本実施形態によれば、電源遮断器すなわち第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７の異常、より具体的には第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７のそれぞれに生じた短絡故障及び断線故障が簡便かつ確実に検出される。
　なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
　上記実施形態では、マイコン１７は、第２ＦＥＴ２７の短絡故障の有無を判定した後に第２ＦＥＴ２７の断線故障の有無を判定する。しかし、これに限られるものではなく、マイコン１７は、第２ＦＥＴ２７の短絡故障の有無の判定よりも先に第２ＦＥＴ２７の断線故障の有無を判定してもよい。
　第１ＦＥＴ２６及び第２ＦＥＴ２７は、パワーＭＯＳＦＥＴで構成されるに限られず、寄生ダイオードを有する別のスイッチング素子で構成されてもよい。
　上記実施形態では、マイコン１７が異常判定部としての機能を果たしているが、マイコン１７以外によってその機能が果たされてもよい。
　本発明は、ＥＰＳ装置１のＥＣＵ１１に具体化されるに限られず、ＥＰＳ装置以外の用途に用いられるモータ制御装置に適用されてもよい。

Claims (4)

  1. 　電源の電圧に基づきモータに駆動電力を供給する駆動回路と、
    　前記駆動回路と前記電源を接続する電源線に設けられ、寄生ダイオードをそれぞれ含んだ第１のスイッチング素子及び第２のスイッチング素子を有し、前記電源線を遮断する電源遮断器と、
    　前記電源遮断器の異常を判定する異常判定部と、
    　前記駆動回路と前記電源遮断器の間に設けられた平滑コンデンサと、
    　前記第１及び第２のスイッチング素子の出力電圧を検出する電圧検出部とを備え、
    　前記第１のスイッチング素子は前記電源寄りに配置され、前記第２のスイッチング素子は前記駆動回路寄りに配置され、前記第１及び第２のスイッチング素子は、寄生ダイオードの極性が互いに逆向きとなるようにして直列に接続されており、前記異常判定部は、
    　前記第１及び第２のスイッチング素子がいずれもオフであるときに検出される第１及び第２のスイッチング素子の出力電圧に基づいて、第１のスイッチング素子の短絡故障の有無を判定する第１ステップ、及び
    　前記第１ステップに引き続き、第１のスイッチング素子のみをオンに切り換えたときに検出される第１及び第２のスイッチング素子の出力電圧に基づいて、前記第１のスイッチング素子の断線故障の有無を判定する第２ステップ
    を実行し、それにより短絡故障及び断線故障ともに第１のスイッチング素子に発生していないと判定した場合、前記異常判定部は、その後に検出される第１のスイッチング素子の出力電圧と前記平滑コンデンサのチャージ電圧との比較に基づいて、前記第２のスイッチング素子の短絡故障又は断線故障の有無を判定することを特徴とするモータ制御装置。
  2. 　前記第２のスイッチング素子の短絡故障の有無を判定するとき、前記異常判定部は、前記第１及び第２のスイッチング素子をいずれもオフとしたときに検出される第１のスイッチング素子の出力電圧が前記平滑コンデンサのチャージ電圧に一致する場合に、第２のスイッチング素子に短絡故障が発生していると判定する、請求項１に記載のモータ制御装置。
  3. 　前記第２のスイッチング素子の断線故障の有無の判定するとき、前記異常判定部は、前記第１のスイッチング素子をオフに切り換えて且つ前記第２のスイッチング素子をオンに切り換えたときに検出される第１のスイッチング素子の出力電圧が前記平滑コンデンサのチャージ電圧に一致しない場合に、第２のスイッチング素子に断線故障が発生していると判定する、請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
  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ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
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