JP5688689B2

JP5688689B2 - 電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP5688689B2
Application number: JP2012186541A
Authority: JP
Inventors: 信彦瓜生; 松田　直樹; 直樹松田; 喜英黒田
Original assignee: Denso Corp
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Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2015-03-25
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Description

本発明は、電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。

従来、複数のスイッチング素子が設けられる電動機駆動装置が公知である。例えば特許文献１では、電動機駆動部を構成するスイッチング素子の他、電動機駆動部に故障が発生した場合に電動機駆動部側への電力供給を遮断するための電源リレーが設けられている。また、特許文献１のスイッチング素子および電源リレーは、プリドライバ回路を介して駆動される。

特開２０１１−１４２７４４号公報

ところで、例えば電源リレーにＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide semiconductor field-effect transistor）等の寄生ダイオードを有する半導体素子を用いた場合、電源の極性を誤って接続した場合の回路保護のために、寄生ダイオードの向きが反対となるように逆接保護リレーをさらに設けることがある。

また例えば、電動機が電動パワーステアリング装置に適用されており、運転者により操作されるハンドルが電動機に直結されている場合、運転者のハンドル操作により電動機に誘起電圧が発生する。ここで、電動機が故障し、電源リレーがオフされると、運転者のハンドル操作により発生した誘起電圧は、インバータ部と巻線組との間に形成される閉回路に印加される。電源リレーがオフされた状態で、インバータ部と巻線組との間に形成される閉回路に誘起電圧が印加されると、この閉回路に電流が流れてブレーキトルクが発生し、運転者に違和感を与える虞がある。そのため、電動機の故障時に巻線組とインバータ部との間で閉回路が形成されるのを防ぐべく、巻線組とインバータ部とを遮断可能なモータリレーを設けることがある。

これらのスイッチング素子およびリレーは、プリドライバ回路を介して駆動されることがあるが、特許文献１では、プリドライバ回路の詳細については言及されていない。また、これらのスイッチング素子およびリレーに対し、それぞれにプリドライバ回路を設けることも可能であるが、その場合、装置が大型化してしまうという問題点があった。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化可能な電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。

請求項１に記載の電動機駆動装置は、インバータ部と、第１リレー部と、第２リレー部と、モータリレー部と、インバータプリドライバ回路と、第１プリドライバ回路と、第２プリドライバ回路と、制御部と、を備える。
インバータ部は、電動機の巻線組への通電を切り替えるスイッチング素子を有する。第１リレー部は、電源とインバータ部との間に設けられる。第２リレー部は、第１リレー部とインバータ部との間に設けられる。モータリレー部は、インバータ部と電動機の巻線組との間に設けられる。インバータプリドライバ回路は、インバータ部のスイッチング素子毎に設けられ、スイッチング素子を駆動する。第１プリドライバ回路は、第１リレー部を駆動する。第２プリドライバ回路は、第２リレー部およびモータリレー部のオン／オフの切り替えを同じ信号線からの信号により駆動する。制御部は、制御手段および故障検出手段を有する。制御手段は、インバータプリドライバ回路、第１プリドライバ回路または第２プリドライバ回路を介し、インバータ部、第１リレー部、第２リレー部およびモータリレー部の駆動を制御する。故障検出手段は、第１リレー部、第２リレー部、および、モータリレー部の故障を検出する。

本発明では、第２リレー部およびモータリレー部のオン／オフのタイミングが同時であっても、第１リレー部、第２リレー部、および、モータリレー部の故障を検出可能であることに着目し、第２リレー部およびモータリレー部を駆動するプリドライバ回路を共通化し、第２リレー部およびモータリレー部を１つのプリドライバ回路で駆動している。これにより、第１リレー部、第２リレー部およびモータリレー部の故障を検出可能でありながら、プリドライバ回路の数を低減することができるので、装置全体を小型化することができる。

本発明の第１実施形態による電動パワーステアリング装置の構成を示す模式図である。本発明の第１実施形態による電動機駆動装置を示す回路図である。本発明の第１実施形態の初期故障診断処理を説明するフローチャートである。本発明の第２実施形態による電動機駆動装置を示す回路図である。本発明の第２実施形態による電動機駆動装置を示す回路図である。

以下、本発明による電動機駆動装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、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実施形態）
本発明の第１実施形態による電動機駆動装置は、電動パワーステアリング装置に適用される。本実施形態による電動パワーステアリング装置を図１に示す。

図１に示すように、ステアリングシステム９０は、電動パワーステアリング装置１、ステアリングホイール（ハンドル）９１、および、ステアリングシャフト９２等を備える。運転者により操舵されるステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２に接続される。ステアリングシャフト９２の先端には、ピニオンギア９６が設けられる。ピニオンギア９６は、ラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対のタイヤ（ホイール）９８が回転可能に連結されている。これにより、運転者がステアリングホイール９１を回転させると、ステアリングシャフト９２が回転し、ステアリングシャフト９２の回転運動がピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の直線運動変位に応じた角度分、左右のタイヤ９８が転舵される。
ステアリングシャフト９２には、ステアリングホイール９１に加えられた操舵トルクＴｑを検出するトルクセンサ９４が設けられる。

電動パワーステアリング装置１は、電動機駆動装置２、運転者によるステアリングホイール９１の操舵を補助するトルクを出力する電動機としてのモータ１０、および、ギア８９等を備える。

モータ１０は、ギア８９を正逆回転させる三相ブラシレスモータである。モータ１０は、いずれも図示しないステータ、ロータ、および、シャフトを有する。ロータは、シャフトとともに回転する部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有している。ステータは、ロータを内部に収容しており、ロータはステータ内部で回転可能に支持されている。ステータは、径内方向へ所定角度毎に突出する突出部を有し、この突出部にＵ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、および、Ｗ相コイル１３が巻回されている（図２参照）。Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、および、Ｗ相コイル１３は、例えばＹ結線等により結線され、巻線組１５を構成する。

ギア８９は、モータ１０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝達する。これにより、電動パワーステアリング装置１は、ステアリングホイール９１の操舵方向および操舵トルクＴｑに応じた補助トルクをステアリングシャフト９２に伝達する。

図２に示すように、電動機駆動装置２は、インバータ部２０、モータリレー部３０、第１リレー部としての電源リレー４１、第２リレー部としての逆接保護リレー４２、制御部６０、および、プリドライバ回路部７０等を備える。

インバータ部２０は、三相インバータであり、Ｕ相コイル１１、Ｖ相コイル１２、および、Ｗ相コイル１３への通電を切り替えるべく、６つのスイッチング素子２１〜２６がブリッジ接続されている。スイッチング素子２１〜２６は、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。以下、スイッチング素子２１〜２６をＭＯＳ２１〜２６という。

ＭＯＳ２１は、ドレインが電源としてのバッテリ５０の高電位側に接続され、ソースがＭＯＳ２４のドレインに接続される。ＭＯＳ２４のソースは、シャント抵抗２７を介して接地される。ＭＯＳ２１のソースとＭＯＳ２４のドレインとの接続点は、Ｕ相モータリレー３１を介してＵ相コイル１１の一端に接続される。以下適宜、ＭＯＳ２１およびＭＯＳ２４を「Ｕ相インバータ２１、２４」という。

ＭＯＳ２２は、ドレインがバッテリ５０の高電位側に接続され、ソースがＭＯＳ２５のドレインに接続される。ＭＯＳ２５のソースは、シャント抵抗２８を介して接地される。ＭＯＳ２２のソースとＭＯＳ２５のドレインとの接続点は、Ｖ相モータリレー３２を介してＶ相コイル１２の一端に接続される。以下適宜、ＭＯＳ２２およびＭＯＳ２５を「Ｖ相インバータ２２、２５」という。

ＭＯＳ２３は、ドレインがバッテリ５０の高電位側に接続され、ソースがＭＯＳ２６のドレインに接続される。ＭＯＳ２６のソースは、シャント抵抗２９を介して接地される。ＭＯＳ２３のソースとＭＯＳ２６のドレインとの接続点は、Ｗ相モータリレー３３を介してＷ相コイル１３の一端に接続される。以下適宜、ＭＯＳ２３およびＭＯＳ２６を「Ｗ相インバータ２３、２６」という。
また、高電位側に配置されるＭＯＳ２１〜２３を「上ＭＯＳ」といい、グランド側に配置されるＭＯＳ２４〜２６を「下ＭＯＳ」といい、必要に応じ、「Ｕ上ＭＯＳ２１」といった具合に、対応する相や配置を併せて記載する。

シャント抵抗２７〜２９は、各相に通電される電流検出に用いられる。具体的には、制御部６０では、シャント抵抗２７の両端電圧に基づいてＵ相コイル１１に通電される電流を検出し、シャント抵抗２８の両端電圧に基づいてＶ相コイル１２に通電される電流を検出し、シャント抵抗２９の両端電圧に基づいてＷ相コイル１３に通電される電流を検出する。

モータリレー部３０は、Ｕ相モータリレー３１、Ｖ相モータリレー３２、および、Ｗ相モータリレー３３を有する。本実施形態では、Ｕ相モータリレー３１、Ｖ相モータリレー３２、および、Ｗ相モータリレー３３は、ＭＯＳ２１等と同様のＭＯＳＦＥＴである。

Ｕ相モータリレー３１は、ＭＯＳ２１およびＭＯＳ２４の接続点とＵ相コイル１１との間に設けられ、ソースがＭＯＳ２１およびＭＯＳ２４の接続点側、ドレインがＵ相コイル１１側に接続される。Ｕ相モータリレー３１は、例えばモータ１０が故障したとき、Ｕ相インバータ２１、２４とＵ相コイル１１との間を遮断可能である。
Ｖ相モータリレー３２は、ＭＯＳ２２およびＭＯＳ２５の接続点とＶ相コイル１２との間に設けられ、ソースがＭＯＳ２２およびＭＯＳ２５の接続点側、ドレインがＶ相コイル１２側に接続される。Ｖ相モータリレー３２は、例えばモータ１０が故障したとき、Ｖ相インバータ２２、２５とＶ相コイル１２との間を遮断可能である。
Ｗ相モータリレー３３は、ＭＯＳ２３およびＭＯＳ２６の接続点とＷ相コイル１３との間に設けられ、ソースがＭＯＳ２３およびＭＯＳ２６の接続点側、ドレインがＷ相コイル１３側に接続される。Ｗ相モータリレー３３は、例えばモータ１０が故障したとき、Ｗ相インバータ２３、２６とＷ相コイル１３との間を遮断可能である。

電源リレー４１は、バッテリ５０とインバータ部２０との間に設けられる。逆接保護リレー４２は、電源リレー４１とインバータ部２０との間に設けられる。本実施形態では、電源リレー４１および逆接保護リレー４２は、いずれもＭＯＳ２１等と同様のＭＯＳＦＥＴである。なお本実施形態では、ＭＯＳ２１〜２６、モータリレー３１〜３３、電源リレー４１および逆接保護リレー４２は、いずれもオンされると閉（導通）状態となり、オフされると開（遮断）状態となる。

電源リレー４１は、ドレインがバッテリ５０側、ソースが逆接保護リレー４２側となるように接続される。電源リレー４１は、電動パワーステアリング装置１に故障が生じた場合、制御部６０によりオフされて開状態となるように制御され、バッテリ５０からインバータ部２０側への電力の供給を遮断する。

また、逆接保護リレー４２は、ソースが電源リレー４１側、ドレインがインバータ部２０側となるように接続される。
本実施形態では、電源リレー４１および逆接保護リレー４２には、寄生素子としての寄生ダイオードを有するＭＯＳ２１等と同様のＭＯＳＦＥＴを用いている。そのため、電力供給源となりうるバッテリ５０やコンデンサ４９の極性が反対向きに接続された場合に電動機駆動装置２を構成する電子回路を保護すべく、逆接保護リレー４２は、その寄生ダイオードの向きが電源リレー４１の寄生ダイオードと反対向きとなるように配設される。これにより、双方向の電流を遮断可能である。
電源リレー４１と逆接保護リレー４２との接続点は、抵抗４３を介して接地される。また、電源リレー４１と逆接保護リレー４２との接続点の電圧は、リレー間電圧Ｖｒとして制御部６０によりモニタされる。

コンデンサ４９は、インバータ部２０に並列に接続される。本実施形態のコンデンサ４９は、電解コンデンサであり、電荷を蓄えることにより、インバータ部２０への電力供給を補助するとともに、サージ電流などのノイズ成分を除去する。本実施形態では、コンデンサ４９は２つ設けられているが、２つに限らずいくつであってもよい。

バッテリ５０は、直流電源であって、本実施形態では電源電圧は１２Ｖである。バッテリ５０は、チョークコイル５１を介して電源リレー４１と接続する。また、バッテリ５０は、電源リレー４１および逆接保護リレー４２と並列に設けられるイグニッションスイッチ５２およびチョークコイル５３を介してプリチャージ回路５５と接続される。

プリチャージ回路５５は、バッテリ５０とインバータ部２０との間に、電源リレー４１および逆接保護リレー４２と並列に接続される。以下、電源リレー４１および逆接保護リレー４２が設けられるラインを「ＰＩＧ線５０１」といい、イグニッションスイッチ５２およびプリチャージ回路５５が設けられるラインを「ＩＧ線５０２」という。

プリチャージ回路５５は、運転者によりイグニッションスイッチ５２がオンされたとき、ＩＧ線５０２を経由してバッテリ５０から電力の供給を受けてコンデンサ４９に所定の電圧を予め充電しておくために設けられる。本実施形態では、コンデンサ４９は、プリチャージ回路５５により、約６Ｖまで充電される。これにより、電源リレー４１および逆接保護リレー４２がオンされたときに、インバータ部２０側に大電流が流れるのを防止する。

ＯＲ回路部５７は、２つのダイオード５７１、５７２から構成される。一方のダイオード５７１は、入力端がチョークコイル５３とプリチャージ回路５５との間に接続され、出力端が他方のダイオード５７２の出力端と接続される。他方のダイオード５７２は、入力端が電源リレー４１と逆接保護リレー４２との間に接続され、出力端がダイオード５７１の出力端と接続される。２つのダイオード５７１、５７２の出力端には、レギュレータ５９を経由して制御部６０が接続される。これにより、制御部６０には、イグニッションスイッチ５２のインバータ部２０側、または、電源リレー４１と逆接保護リレー４２との間から電力が供給される。なお、制御部６０に供給される電力は、レギュレータ５９により所定の電圧（本実施形態では５Ｖ）に調整される。

イグニッションスイッチ５２がオンされているとき、制御部６０には、ダイオード５７１を経由してＩＧ線５０２側から電力が供給される。また、イグニッションスイッチ５２がオフされたとしても、電源リレー４１がオンされていれば、ダイオード５７２を経由してＰＩＧ線５０１側から制御部６０に電力を供給することができる。これにより、運転者によりイグニッションスイッチ５２がオフされた場合でも、制御部６０への電力供給を継続することができるので、制御部６０は突然の電源失陥に至ることなく、例えば故障診断結果をＥＥＰＲＯＭに書き込む等の所定の制御終了処理を実行することができる。所定の制御終了処理終了後は、制御部６０にて電源リレー４１をオフし、制御部６０への電力供給を終了すればよい。

Ｕ相インバータ２１、２４とＵ相モータリレー３１との間には、バッテリ５０の高電位側と接続されるプルアップ抵抗６１が設けられる。また、Ｕ相インバータ２１、２４とＵ相モータリレー３１との間には、グランドと接続され分圧抵抗を構成するプルダウン抵抗６２、６３が設けられる。プルダウン抵抗６２、６３の間の電圧は、Ｕ相端子電圧相当値ＭＶＵｃとして制御部６０によりモニタされる。

Ｖ相インバータ２２、２５とＶ相モータリレー３２との間には、バッテリ５０の高電位側と接続されるプルアップ抵抗６４が設けられる。また、Ｖ相インバータ２２、２５とＶ相モータリレー３２との間には、グランドと接続され分圧抵抗を構成するプルダウン抵抗６５、６６が設けられる。プルダウン抵抗６５、６６の間の電圧は、Ｖ相端子電圧相当値ＭＶＶｃとして制御部６０にモニタされる。

Ｗ相インバータ２３、２６とＷ相モータリレー３３との間には、バッテリ５０の高電位側と接続されるプルアップ抵抗６７が設けられる。また、Ｗ相インバータ２３、２６とＷ相モータリレー３３との間には、グランドと接続され分圧抵抗を構成するプルダウン抵抗６８、６９が設けられる。プルダウン抵抗６８、６９の間の電圧は、Ｗ相端子電圧相当値ＭＶＷｃとして制御部６０にモニタされる。
以下適宜、グランド側のプルダウン抵抗を「下側プルダウン抵抗」、プルアップ抵抗６１、６４、６７側のプルダウン抵抗を「上側プルダウン抵抗」という。

ここで、抵抗６１〜６９の抵抗値について言及しておく。Ｕ相のプルアップ抵抗６１の抵抗値Ｒ１１と、Ｖ相のプルアップ抵抗６４の抵抗値Ｒ２１と、Ｗ相のプルアップ抵抗６７の抵抗値Ｒ３１とは、等しい。すなわち、Ｒ１１＝Ｒ２１＝Ｒ３１である。
Ｕ相の上側プルダウン抵抗６２の抵抗値Ｒ１２と、Ｖ相の上側プルダウン抵抗６５の抵抗値Ｒ２２と、Ｗ相の上側プルダウン抵抗６８の抵抗値Ｒ３２とは、等しい。すなわち、Ｒ１２＝Ｒ２２＝Ｒ３２である。
Ｕ相の下側プルダウン抵抗６３の抵抗値Ｒ１３と、Ｖ相の下側プルダウン抵抗６６の抵抗値Ｒ２３と、Ｗ相の下側プルダウン抵抗６９の抵抗値Ｒ３３とは、等しい。すなわち、Ｒ１３＝Ｒ２３＝Ｒ３３である。

また、Ｕ相のプルアップ抵抗６１の抵抗値Ｒ１１と、Ｕ相の上側プルダウン抵抗６２の抵抗値Ｒ１２と、Ｕ相の下側プルダウン抵抗６３の抵抗値Ｒ１３との比は、４：３：１である。すなわち、Ｒ１１：Ｒ１２：Ｒ１３＝４：３：１である。
同様に、Ｖ相のプルアップ抵抗６４の抵抗値Ｒ２１と、Ｖ相の上側プルダウン抵抗６５の抵抗値Ｒ２２と、Ｖ相の下側プルダウン抵抗６６の抵抗値Ｒ２３との比は、４：３：１である。すなわち、Ｒ２１：Ｒ２２：Ｒ２３＝４：３：１である。
同様に、Ｗ相のプルアップ抵抗６７の抵抗値Ｒ３１と、Ｗ相の上側プルダウン抵抗６８の抵抗値Ｒ３２と、Ｗ相の下側プルダウン抵抗６９の抵抗値Ｒ３３との比は、４：３：１である。すなわち、Ｒ３１：Ｒ３２：Ｒ３３＝４：３：１である。

さらに、Ｕ相のプルダウン抵抗６２、６３を合成抵抗とみなし、この合成抵抗の抵抗値をＲ１４とすると、Ｕ相のプルアップ抵抗６１の抵抗値Ｒ１１と、Ｕ相のプルダウン抵抗６２、６３の合成抵抗の抵抗値Ｒ１４との比は、１：１である。すなわち、Ｒ１１：Ｒ１４＝１：１である。
同様に、Ｖ相のプルダウン抵抗６５、６６を合成抵抗とみなし、この合成抵抗の抵抗値をＲ２４とすると、Ｖ相のプルアップ抵抗６４の抵抗値Ｒ２１と、Ｖ相のプルダウン抵抗６５、６６の合成抵抗の抵抗値Ｒ２４との比は、１：１である。すなわち、Ｒ２１：Ｒ２４＝１：１である。
同様に、Ｗ相のプルダウン抵抗６８、６９を合成抵抗とみなし、この合成抵抗の抵抗値をＲ３４とすると、Ｗ相のプルアップ抵抗６７の抵抗値Ｒ３１と、Ｗ相のプルダウン抵抗６８、６９の合成抵抗の抵抗値Ｒ３４との比は、１：１である。すなわち、Ｒ３１：Ｒ３４＝１：１である。

なお、抵抗６１〜６９の抵抗値は、バッテリ５０の電圧および制御部６０にて検出可能な電圧等に基づいて適宜設定することができる。本実施形態では、バッテリ５０の電圧が１２Ｖであり、制御部６０にて検出可能な電圧が５Ｖであるので、上記のような抵抗値の比としている。これにより、Ｕ相端子電圧相当値ＭＶＵｃ、Ｖ相端子電圧相当値ＭＶＶｃ、および、Ｗ相端子電圧相当値ＭＶＷｃが５Ｖ以下となるので、制御部６０にて検出可能となる。

制御部６０は、通常のコンピュータとして構成されており、内部にはＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等が備えられている。
制御部６０は、電源リレー４１と逆接保護リレー４２との間の電圧をリレー間電圧Ｖｒとして取得する。また、制御部６０は、Ｕ相の上側プルダウン抵抗６２と下側プルダウン抵抗６３との間の電圧をＵ相端子電圧相当値ＭＶＵｃとして取得し、Ｖ相の上側プルダウン抵抗６５と下側プルダウン抵抗６６との間の電圧をＶ相端子電圧相当値ＭＶＶｃとして取得し、Ｗ相の上側プルダウン抵抗６８と下側プルダウン抵抗６９との間の電圧をＷ相端子電圧相当値ＭＶＷｃとして取得する。

なお、上側プルダウン抵抗６２、６５、６８の抵抗値Ｒ１２、Ｒ２２、Ｒ２３と、下側プルダウン抵抗６３、６６、６９の抵抗値Ｒ１３、Ｒ２３、Ｒ３３との比は３：１であるので、制御部６０にて取得される端子電圧相当値ＭＶＵｃ、ＭＶＶｃ、ＭＶＷｃは、実際の端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷの１／４となっている。そのため、制御部６０では、取得された端子電圧相当値ＭＶＵｃ、ＭＶＶｃ、相端子電圧相当値ＭＶＷｃをソフトウエアでそれぞれ４倍し、端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷを算出している。ここで、制御部６０では、端子電圧相当値ＭＶＵｃ、ＭＶＶｃ、ＭＶＷｃを内部的に換算することを含め、端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷを取得している、ともいえる。

制御部６０では、リレー間電圧Ｖｒ、Ｕ相端子電圧ＭＶＵ、Ｖ相端子電圧ＭＶＶ、および、Ｗ相端子電圧ＭＶＷに基づき、モータリレー３１〜３３、電源リレー４１、および、逆接保護リレー４２の故障を検出する。故障検出の詳細については後述する。
また、制御部６０は、プリドライバ回路部７０を介し、ＭＯＳ２１〜２６、モータリレー３１〜３３、電源リレー４１、および、逆接保護リレー４２の駆動を制御する。

プリドライバ回路部７０は、インバータプリドライバ回路Ｕ相上７１、インバータプリドライバ回路Ｖ相上７２、インバータプリドライバ回路Ｗ相上７３、インバータプリドライバ回路Ｕ相下７４、インバータプリドライバ回路Ｖ相下７５、インバータプリドライバ回路Ｗ相下７６、第１プリドライバ回路８１、および、第２プリドライバ回路８５の８つのプリドライバ回路から構成される。

インバータプリドライバ回路Ｕ相上７１は、制御部６０に制御され、接続されるＵ上ＭＯＳ２１を駆動し、オン／オフを切り替える。
インバータプリドライバ回路Ｖ相上７２は、制御部６０に制御され、接続されるＶ上ＭＯＳ２２を駆動し、オン／オフを切り替える。
インバータプリドライバ回路Ｗ相上７３は、制御部６０に制御され、接続されるＷ上ＭＯＳ２３を駆動し、オン／オフを切り替える。
インバータプリドライバ回路Ｕ相下７４は、制御部６０に制御され、接続されるＵ下ＭＯＳ２４を駆動し、オン／オフを切り替える。
インバータプリドライバ回路Ｖ相下７５は、制御部６０に制御され、接続されるＶ下ＭＯＳ２５を駆動し、オン／オフを切り替える。
インバータプリドライバ回路Ｗ相下７６は、制御部６０に制御され、接続されるＷ下ＭＯＳ２６を駆動し、オン／オフを切り替える。

なお、インバータプリドライバ回路Ｕ相上７１、インバータプリドライバ回路Ｖ相上７２、インバータプリドライバ回路Ｗ相上７３、インバータプリドライバ回路Ｕ相下７４、インバータプリドライバ回路Ｖ相下７５、および、インバータプリドライバ回路Ｗ相下７６が「インバータプリドライバ回路」に対応する。

第１プリドライバ回路８１は、制御部６０に制御され、接続される電源リレー４１のオン／オフを切り替える。
第２プリドライバ回路８５は、制御部６０に制御され、接続されるモータリレー３１〜３３、および、逆接保護リレー４２のオン／オフを切り替える。本実施形態では、モータリレー３１〜３３および逆接保護リレー４２を１つの第２プリドライバ回路８５にて駆動するため、モータリレー３１〜３３および逆接保護リレー４２のオン／オフの切り替えは、同時となる。

第２プリドライバ回路８５とＵ相モータリレー３１との間にはゲート抵抗８６が設けられ、第２プリドライバ回路８５とＶ相モータリレー３２との間にはゲート抵抗８７が設けられ、第２プリドライバ回路８５とＷ相モータリレー３３との間にはゲート抵抗８８が設けられる。なお、各プリドライバ回路７１〜７６、８１、８５と、ＭＯＳ２１〜２６、電源リレー４１および逆接保護リレー４２との間にもゲート抵抗が設けられているが、図２中では記載を省略している。

本実施形態では、モータリレー３１〜３３および逆接保護リレー４２のオン／オフの切り替えのタイミングが同時であっても、モータリレー３１〜３３、電源リレー４１、および、逆接保護リレー４２の故障検出が可能である点に着目し、モータリレー３１〜３３の駆動に係るプリドライバと逆接保護リレー４２の駆動に係るプリドライバとを共通化し、１つのプリドライバ回路（本実施形態では第２プリドライバ回路８５）としている。

ここで、本実施形態におけるモータリレー３１〜３３、電源リレー４１、および、逆接保護リレー４２の故障診断である初期故障診断処理を図３に基づいて説明する。初期故障診断処理は、イグニッションスイッチ５２がオンされたとき、電動パワーステアリング装置１の始動に先立って制御部６０にて行われる処理である。なお、通常、イグニッションスイッチ５２がオンされたとき、全てのＭＯＳ２１〜２６、電源リレー４１、および、逆接保護リレー４２はオフ（開）状態に制御されている。

最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、第１プリドライバ回路８１を介し、電源リレー４１をオフにする。また、第２プリドライバ回路８５を介し、モータリレー３１〜３３および逆接保護リレー４２をオフにする。

Ｓ１０２では、電源リレー４１と逆接保護リレー４２との間の電圧であるリレー間電圧Ｖｒに基づき、電源リレー４１および逆接保護リレー４２のショート故障を検出する。ここでは、電源リレー４１および逆接保護リレー４２は、いずれもオフとなるように制御されているので、電源リレー４１および逆接保護リレー４２がショートしていない場合、リレー間電圧Ｖｒは０Ｖとなる。一方、電源リレー４１がショートしている場合、リレー間電圧Ｖｒは電源電圧（本実施形態では１２Ｖ）となる。また、逆接保護リレー４２がショートしている場合、プリチャージ回路５５側から電力が供給され、リレー間電圧Ｖｒはプリチャージ電圧（本実施形態では約６Ｖ）以上となる。

なお、運転者によりイグニッションスイッチ５２がオフされた直後にオンされて本処理が実行される場合、コンデンサ４９が電源電圧と略等しい電圧で充電されており、コンデンサ４９側から電力が供給されるので、逆接保護リレー４２がショートしている場合にも、電源リレー４１がショートしている場合と同様、リレー間電圧Ｖｒが電源電圧と略等しくなることがある。このような場合、電源リレー４１がショートしているのか、逆接保護リレー４２がショートしているのかを見分けるのは困難であり、電源リレー４１または逆接保護リレー４２のいずれかがショートしていると判定することになる。いずれにしても、リレー間電圧Ｖｒが０Ｖであれば正常であり、リレー間電圧Ｖｒが０Ｖでない場合、電源リレー４１または逆接保護リレー４２のいずれかがショートしていると判定できる。なお、ここでいう「０Ｖである」とは、厳密に０Ｖである必要はなく、センサ誤差等を考慮し、０Ｖを含む所定範囲内であればよい。以下、故障検出に係る全ての閾値について同様である。

続くＳ１０３では、第２プリドライバ回路８５を介し、モータリレー３１〜３３および逆接保護リレー４２をオンにする。ここでは、モータリレー３１〜３３および逆接保護リレー４２は、１つの第２プリドライバ回路８５により駆動されるので、これらのリレーは同時にオンされることになる。
Ｓ１０４では、リレー間電圧Ｖｒに基づき、逆接保護リレー４２のオープン故障を検出する。ここでは、電源リレー４１がオフ、逆接保護リレー４２がオンとなるように制御されているので、逆接保護リレー４２がオープン故障でない場合、プリチャージ回路５５側から供給される電力により、リレー間電圧Ｖｒはプリチャージ電圧（本実施形態では６Ｖ）以上となる。一方、逆接保護リレー４２がオープン故障である場合、リレー間電圧Ｖｒは０Ｖとなる。これにより、逆接保護リレー４２のオープン故障を検出することができる。

Ｓ１０５では、第１プリドライバ回路８１を介し、電源リレー４１をオンにする。このとき、逆接保護リレー４２およびモータリレー３１〜３３もオンされている。電源リレー４１および逆接保護リレー４２が同時にオンされているので、ＰＩＧ線５０１側からコンデンサ４９に電力が供給され、電荷が蓄えられる。本実施形態では、コンデンサ４９が電源電圧まで確実に充電されるように、Ｓ１０５にて所定の待機時間（例えば２００ｍｓｅｃ）を設けている。
Ｓ１０６では、第２プリドライバ回路８５を介し、モータリレー３１〜３３および逆接保護リレー４２をオフにする。ここでは、モータリレー３１〜３３および逆接保護リレー４２は、１つの第２プリドライバ回路８５により駆動されるので、これらのリレーは同時にオフされることになる。

Ｓ１０７では、リレー間電圧Ｖｒに基づき、電源リレー４１のオープン故障、ＰＩＧ線５０１の断線故障を検出する。ＰＩＧ線５０１が断線しておらず、電源リレー４１のオープン故障でない場合、リレー間電圧Ｖｒは電源電圧となる。一方、ＰＩＧ線５０１が断線している、または、電源リレー４１のオープン故障である場合、リレー間電圧Ｖｒは０Ｖとなる。これにより、電源リレー４１のオープン故障、ＰＩＧ線５０１の断線故障を検出することができる。

Ｓ１０８では、端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷに基づき、モータリレー３１〜３３のショート故障を検出する。詳細には、Ｕ相モータリレー３１のショート故障は、Ｕ下ＭＯＳ２４を全オン、他のＭＯＳ２１〜２３、２５、２６がオフであるときの端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷに基づいて検出する。Ｖ相モータリレー３２のショート故障は、Ｖ下ＭＯＳ２５を全オン、他のＭＯＳ２１〜２４、２６がオフであるときの端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷに基づいて検出する。Ｗ相モータリレー３３のショート故障は、Ｗ下ＭＯＳ２６を全オン、他のＭＯＳ２１〜２５がオフであるときの端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷに基づいて検出する。Ｕ相モータリレー３１、Ｖ相モータリレー３２、および、Ｗ相モータリレー３３のショート故障検出は、同様であるので、ここでは、Ｕ相モータリレー３１のショート故障検出について説明する。

Ｕ下ＭＯＳ２４を全オン、他のＭＯＳ２１〜２３、２５、２６がオフであり、Ｕ相モータリレー３１がショートしていない場合、Ｕ相端子電圧ＭＶＵは０Ｖとなる。また、Ｖ相端子電圧ＭＶＶは、電源電圧まで充電されているコンデンサ４９から電力が供給されるため、電源電圧（厳密に言えばコンデンサ４９に蓄えられた電圧）がプルアップ抵抗６４とプルダウン抵抗６５、６６の合成抵抗とで分圧された値となる。本実施形態では、プルアップ抵抗６４の抵抗値Ｒ２１と、プルダウン抵抗６５、６６の合成抵抗の抵抗値Ｒ２４との比は１：１であるので、Ｕ相モータリレー３１がショートしていない場合のＶ相端子電圧ＭＶＶは、電源電圧×０．５となる。同様に、Ｕ相モータリレー３１がショートしていない場合のＷ相端子電圧ＭＶＷは、電源電圧×０．５となる。

一方、Ｕ相モータリレー３１がショートしている場合、Ｕ相端子電圧ＭＶＵは、ショートしていない場合と同様、０Ｖである。また、Ｕ相モータリレー３１がショートしている状態でＵ下ＭＯＳ２４をオンした場合、Ｖ相に着目すると、プルアップ抵抗６４に対し、プルダウン抵抗６５、６６と、Ｕ相コイル１１およびＶ相コイル１２とが並列に接続された回路が形成されることになる。そのため、Ｕ相モータリレー３１がショートしている場合、Ｖ相端子電圧ＭＶＶは、Ｕ相モータリレー３１がショートしていない場合において電源電圧をプルアップ抵抗６４とプルダウン抵抗６５、６６とで分圧した値（本実施形態では電源電圧×０．５）とは異なる値になる。

また、Ｗ相に着目すると、プルアップ抵抗６７に対し、プルダウン抵抗６８、６９と、Ｕ相コイル１１およびＷ相コイル１３とが並列に接続された回路が形成されることになり、Ｗ相端子電圧ＭＶＷは、Ｖ相端子電圧ＭＶＶと同様、Ｕ相モータリレー３１がショートしていない場合において電源電圧をプルアップ抵抗６７とプルダウン抵抗６８、６９とで分圧した値（本実施形態では電源電圧×０．５）とは異なる値になる。以下、Ｖ相端子電圧ＭＶＶについて説明し、Ｗ相端子電圧ＭＶＷについての説明は省略する。

Ｕ相モータリレー３１がショート故障している場合のＶ相端子電圧ＭＶＶは、プルアップ抵抗６４、プルダウン抵抗６５、６６、Ｕ相コイル１１、および、Ｖ相コイル１２の抵抗値によって決まり、本実施形態ではＵ相モータリレー３１がショート故障していない場合より小さくなる。

Ｕ下ＭＯＳ２４を全オン、他のＭＯＳ２１〜２３、２５、２６がオフであり、Ｕ相モータリレー３１がショート故障している場合のＶ相端子電圧ＭＶＶは、以下の式（１）により表される。ここで、Ｕ相コイル１１の抵抗値をＲＭ１、Ｖ相コイル１２の抵抗値をＲＭ２とし、本実施形態ではＲＭ１＝ＲＭ２とする。また、シャント抵抗２７の抵抗値、および、寄生ダイオードによる電圧降下分は無視できるものとし、ここでは考慮しない。

なお、プルダウン抵抗６５、６６と、Ｕ相コイル１１およびＶ相コイル１２とで形成される並列回路の合成抵抗をＲｃとすると、合成抵抗Ｒｃは、式（２）に示す如くとなる。また、式（１）は、合成抵抗Ｒｃを用いると、式（３）のように表される。

さらに、Ｒ２１：Ｒ２２：Ｒ２３＝４：３：１であるので、Ｒ２１＝４Ｒ、Ｒ２２＝３Ｒ、Ｒ２３＝Ｒとする。また、ＲＭ１＝ＲＭ２であるので、ＲＭ１＝ＲＭ２＝ＲＭとすると、Ｖ相端子電圧ＭＶＶは、式（４）のように表される。

なお、本実施形態では、Ｒ２１〜Ｒ２３は数ｋΩであり、ＲＭ１、ＲＭ２は数１０ｍΩであるので、Ｕ相モータリレー３１がショート故障している場合のＶ相端子電圧ＭＶＶは、略０Ｖとなり、同様に、Ｗ相端子電圧ＭＶＷも、略０Ｖとなる。

すなわち、Ｕ下ＭＯＳ２４を全オンにしたとき、Ｕ相モータリレー３１がショート故障していなければ、Ｕ相端子電圧ＭＶＵが０Ｖ、Ｖ相端子電圧ＭＶＶおよびＷ相端子電圧ＭＶＷが電源電圧×０．５となり、Ｕ相モータリレー３１がショート故障していると、Ｕ相端子電圧ＭＶＵ、Ｖ相端子電圧ＭＶＶ、および、Ｗ相端子電圧ＭＶＷが略０Ｖとなる。
同様に、Ｖ下ＭＯＳ２５を全オンにしたとき、Ｖ相モータリレー３２がショート故障していなければ、Ｖ相端子電圧ＭＶＶが０Ｖ、Ｕ相端子電圧ＭＶＵおよびＷ相端子電圧ＭＶＷが電源電圧×０．５となり、Ｖ相モータリレー３２がショート故障していると、Ｕ相端子電圧ＭＶＵ、Ｖ相端子電圧ＭＶＶ、および、Ｗ相端子電圧ＭＶＷが略０Ｖとなる。
また同様に、Ｗ下ＭＯＳ２６を全オンにしたとき、Ｗ相モータリレー３３がショート故障していなければ、Ｗ相端子電圧ＭＶＷが０Ｖ、Ｕ相端子電圧ＭＶＵおよびＶ相端子電圧ＭＶＶが電源電圧×０．５となり、Ｗ相モータリレー３３がショート故障していると、Ｕ相端子電圧ＭＶＵ、Ｖ相端子電圧ＭＶＶ、および、Ｗ相端子電圧ＭＶＷが略０Ｖとなる。
これにより、モータリレー３１〜３３のショート故障を検出することができる。

続くＳ１０９では、第２プリドライバ回路８５を介し、モータリレー３１〜３３および逆接保護リレー４２をオンにする。ここでは、モータリレー３１〜３３および逆接保護リレー４２は、１つの第２プリドライバ回路８５により駆動されるので、Ｓ１０３と同様、これらのリレーは同時にオンされることになる。

Ｓ１１０では、端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷに基づき、モータリレー３１〜３３のオープン故障を検出する。詳細には、Ｕ相モータリレー３１のオープン故障は、Ｕ下ＭＯＳ２４を全オン、他のＭＯＳ２１〜２３、２５、２６がオフであるときの端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷに基づいて検出する。Ｖ相モータリレー３２のオープン故障は、Ｖ下ＭＯＳ２５を全オン、他のＭＯＳ２１〜２４、２６がオフであるときの端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷに基づいて検出する。Ｗ相モータリレー３３のオープン故障は、Ｗ下ＭＯＳ２６を全オン、他のＭＯＳ２１〜２５がオフであるときの端子電圧ＭＶＵ、ＭＶＶ、ＭＶＷに基づいて検出する。Ｕ相モータリレー３１、Ｖ相モータリレー３２、および、Ｗ相モータリレー３３のオープン故障検出は、同様であるので、ここでは、Ｕ相モータリレー３１のオープン故障検出について説明する。

Ｕ下ＭＯＳ２４を全オン、他のＭＯＳ２１〜２３、２５、２６がオフであり、Ｕ相モータリレー３１がオープン故障していない場合、Ｕ相端子電圧ＭＶＵは０Ｖとなる。また、Ｕ相モータリレー３１がオープン故障していない状態でＵ下ＭＯＳ２４をオンしたとき、Ｖ相に着目すると、プルアップ抵抗６４に対し、プルダウン抵抗６５、６６と、Ｕ相コイル１１およびＶ相コイル１２とが並列に接続された回路が形成されることになる。そのため、Ｖ相端子電圧ＭＶＶは、Ｓ１０８で説明したのと同様に、電源電圧をプルアップ抵抗６４とプルダウン抵抗６５、６６の合成抵抗で分圧した値とは異なる値、本実施形態では略０Ｖ、となる。

同様に、Ｗ相に着目するとプルアップ抵抗６７に対し、プルダウン抵抗６８、６９と、Ｕ相コイル１１およびＷ相コイル１３とが並列に接続された回路が形成されることになる。また、Ｗ相端子電圧ＭＶＷも、Ｓ１０８で説明したのと同様に、電源電圧をプルアップ抵抗６７とプルダウン抵抗６８、６９の合成抵抗で分圧した値とは異なる値、本実施形態では略０Ｖ、となる。

Ｕ相モータリレー３１がオープン故障であるとき、Ｕ下ＭＯＳ２４を全オン、他のＭＯＳ２１〜２３、２５、２６をオフとすると、Ｕ相端子電圧ＭＶＵは０Ｖとなる。また、Ｖ相端子電圧ＭＶＶは電源電圧をプルアップ抵抗６４とプルダウン抵抗６５、６６の合成抵抗で分圧した値（本実施形態では電源電圧×０．５）となり、Ｗ相端子電圧ＭＶＷは電源電圧をプルアップ抵抗６７とプルダウン抵抗６８、６９の合成抵抗で分圧した値（本実施形態では電源電圧×０．５）となる。

すなわち、Ｕ下ＭＯＳ２４を全オンにしたとき、Ｕ相モータリレー３１がオープン故障していなければ、Ｕ相端子電圧ＭＶＵ、Ｖ相端子電圧ＭＶＶ、および、Ｗ相端子電圧ＭＶＷが略０Ｖとなり、Ｕ相モータリレー３１がオープン故障していると、Ｕ相端子電圧ＭＶＵが０Ｖ、Ｖ相端子電圧ＭＶＶおよびＷ相端子電圧ＭＶＷが電源電圧×０．５となる。
同様に、Ｖ下ＭＯＳ２５を全オンにすると、Ｖ相モータリレー３２がオープン故障していなければ、Ｕ相端子電圧ＭＶＵ、Ｖ相端子電圧ＭＶＶ、および、Ｗ相端子電圧ＭＶＷが略０Ｖとなり、Ｖ相モータリレー３２がオープン故障していると、Ｖ相端子電圧ＭＶＶが０Ｖ、Ｕ相端子電圧ＭＶＵおよびＷ相端子電圧ＭＶＷが電源電圧×０．５となる。
また同様に、Ｗ下ＭＯＳ２６を全オンにすると、Ｗ相モータリレー３３がオープン故障していなければ、Ｕ相端子電圧ＭＶＵ、Ｖ相端子電圧ＭＶＶ、および、Ｗ相端子電圧ＭＶＷが略０Ｖとなり、Ｗ相モータリレー３３がオープン故障していると、Ｗ相端子電圧ＭＶＷが０Ｖ、Ｕ相端子電圧ＭＶＵおよびＶ相端子電圧ＭＶＶが電源電圧×０．５となる。
これにより、モータリレー３１〜３３のオープン故障を検出することができる。

このように、モータリレー３１〜３３、および、逆接保護リレー４２を駆動するプリドライバを共通化して１つの第２プリドライバ回路８５とし、モータリレー３１〜３３、および、逆接保護リレー４２をオン／オフするタイミングが同時であっても、モータリレー３１〜３３、電源リレー４１、および、逆接保護リレー４２のショート故障およびオープン故障を検出可能である。

以上詳述したように、本実施形態の電動機駆動装置２は、インバータ部２０と、電源リレー４１と、逆接保護リレー４２と、モータリレー部３０と、インバータプリドライバ回路７１〜７６と、第１プリドライバ回路８１と、第２プリドライバ回路８５と、制御部６０と、を備える。

インバータ部２０は、モータ１０の巻線組１５への通電を切り替えるＭＯＳ２１〜２６を有する。電源リレー４１は、バッテリ５０とインバータ部２０との間に設けられる。逆接保護リレー４２は、電源リレー４１とインバータ部２０との間に設けられる。モータリレー部３０は、インバータ部２０とモータ１０の巻線組１５との間に設けられる。

インバータプリドライバ回路７１〜７６は、インバータ部２０のＭＯＳ２１〜２６毎に設けられ、ＭＯＳ２１〜２６を駆動する。第１プリドライバ回路８１は、電源リレー４１を駆動する。第２プリドライバ回路８５は、逆接保護リレー４２、および、モータリレー部３０を駆動する。

また、制御部６０は、制御手段および故障検出手段を有する。制御手段は、インバータプリドライバ回路７１〜７６、第１プリドライバ回路８１または第２プリドライバ回路８５を介し、インバータ部２０、電源リレー４１、逆接保護リレー４２、および、モータリレー部３０の駆動を制御する。故障検出手段は、電源リレー４１、逆接保護リレー４２、および、モータリレー部３０の故障を検出する。

本実施形態では、逆接保護リレー４２およびモータリレー部３０のオン／オフのタイミングが同時であっても、電源リレー４１、逆接保護リレー４２、および、モータリレー部３０の故障を検出可能であることに着目し、逆接保護リレー４２およびモータリレー部３０を駆動するプリドライバ回路を共通化し、１つの第２プリドライバ回路８５で駆動している。これにより、電源リレー４１、逆接保護リレー４２およびモータリレー部３０の故障を検出可能でありながら、プリドライバ回路の数を減らすことができるので、装置全体、特に、電動機駆動装置２を構成する電子部品が実装される制御基板を小型化することができる。

また、電源リレー４１および逆接保護リレー４２は、寄生ダイオードを有する半導体素子である。電源リレー４１は、インバータ部２０側への電力の供給を遮断可能である。逆接保護リレー４２は、逆接保護リレー４２の寄生ダイオードが電源リレー４１の寄生ダイオードと逆向きとなるように配設される。

電源リレー４１および逆接保護リレー４２に半導体素子を用いることにより、機械接点式のリレーを用いる場合よりも小型化することができる。
また、電源リレー４１および逆接保護リレー４２の寄生ダイオードの向きが逆向きとなるように配設されており、双方向の電流を遮断可能であるので、電力供給源（本実施形態では、バッテリ５０やコンデンサ４９）の極性が誤って逆向きに接続されたとしても、電動機駆動装置２を構成する電子回路を保護することができる。

制御部６０は、電源リレー４１と逆接保護リレー４２との間から電力が供給可能に構成される。具体的には、電動機駆動装置２は、電源リレー４１および逆接保護リレー４２と並列に接続されるイグニッションスイッチ５２のインバータ部２０側、または、電源リレー４１と逆接保護リレー４２との間から電力が供給されるＯＲ回路部５７を備える。また、制御部６０は、ＯＲ回路部５７を経由して電力が供給可能に構成される。
これにより、運転者によりイグニッションスイッチ５２がオフされた場合であっても、電源リレー４１がオンされていれば制御部６０への電力供給が継続されるので、制御部６０が突然の電源失陥に陥ることがなく、所定の終了処理を確実に実施することができる。

ところで、モータリレー部３０を駆動するプリドライバと電源リレー４１を駆動するプリドライバを共通化すると、モータリレー部３０を遮断すると、電源リレー４１も遮断されてしまうことになる。このとき、運転者によりイグニッションスイッチ５２がオフされると、制御部６０では所定の終了処理ができなくなってしまう。そこで本実施形態では、電源リレー４１ではなく、電源リレー４１よりもインバータ部２０側に設けられる逆接保護リレー４２とモータリレー部３０とを１つの第２プリドライバ回路８５で駆動するように構成している。また、電源リレー４１と逆接保護リレー４２との間からＯＲ回路部５７を経由して制御部６０へ電力を供給可能に構成しているので、モータリレー部３０と同時に逆接保護リレー４２がオフされたとしても、電源リレー４１がオンされていれば、所定の終了処理が終わるまでの間、制御部６０への電力供給を継続することができる。

本実施形態の電動パワーステアリング装置１は、モータ１０と、電動機駆動装置２と、を備える。本実施形態のように、電動機駆動装置２が電動パワーステアリング装置１に適用されている場合、故障等によりモータ１０が意図せず駆動されてしまうと、運転者に違和感を与える虞がある。そのため、本実施形態では、モータリレー部３０を設けることにより、電動パワーステアリング装置１の故障時に、インバータ部２０とモータ１０との間を速やかに遮断可能であり、運転者に違和感を与えるのを回避している。また、電動パワーステアリング装置１においても、上記と同様の効果を奏する。

本実施形態では、制御部６０が「制御手段」および「故障検出手段」を構成する。また、図３中のＳ１０２、Ｓ１０４、Ｓ１０７、Ｓ１０８、および、Ｓ１１０が「故障検出手段」の機能としての処理に相当する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による電動機駆動装置を図４および図５に基づいて説明する。なお、第１実施形態と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。
本実施形態の電動機駆動装置３は、モータ１１０の駆動を制御する。モータ１１０は、２つの巻線組１２１、１２２を有する。具体的には、モータ１１０は、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、および、Ｗ１コイル１１３から構成される第１巻線組１２１と、Ｕ２コイル１１４、Ｖ２コイル１１５、および、Ｗ２コイル１１６から構成される第２巻線組１２２と、を有する。

モータ１１０の第１巻線組１２１および第２巻線組１２２には、それぞれ第１実施形態と同様のインバータ部２０、モータリレー部３０、電源リレー４１、逆接保護リレー４２、コンデンサ４９、プリチャージ回路５５、抵抗６１〜６９、８６〜８８、および、プリドライバ回路部７０が設けられている。これにより、モータ１１０は、第１巻線組１２１と対応するインバータ部２０等とで構成される第１系統１００、および、第２巻線組１２２と対応するインバータ部２０等とで構成される第２系統２００、の２系統で駆動される。これにより、一方の系統が故障したとしても、故障していない他方の系統を用いてモータ１１０の駆動を継続できるので、電動パワーステアリング装置１によるステアリングホイール９１の操舵のアシストを継続することができる。なお、故障した系統の電源リレー４１はオフされ、故障した系統側にバッテリ５０から電力が供給されないようにする。

なお、バッテリ５０、チョークコイル５１、５３、イグニッションスイッチ５２、レギュレータ５９、および、制御部６０は、第１巻線組１２１および第２巻線組１２２に対して共通で設けられている。

また、ＯＲ回路部５８は、３つのダイオード５８１〜５８３から構成される。ダイオード５８１は、入力端がチョークコイル５３とプリチャージ回路５５との間に接続され、出力端がダイオード５８２、５８３の出力端と接続される。ダイオード５８２は、入力端が第１巻線組１２１に対応して設けられる電源リレー４１と逆接保護リレー４２との間に接続され、出力端がダイオード５８１の出力端と接続される。ダイオード５８３は、入力端が第２巻線組１２２に対応して設けられる電源リレー４１と逆接保護リレー４２との間に接続され、出力端がダイオード５８１の出力端と接続される。ダイオード５８１と、ダイオード５８２、５８３との接続点には、レギュレータ５９を経由して制御部６０が接続される。

これにより、運転者によりイグニッションスイッチ５２がオフされ、また、故障した系統の電源リレー４１がオフされたとしても、第１系統１００の電源リレー４１または第２系統２００の電源リレー４１の少なくとも一方がオンされていれば、ダイオード５８２またはダイオード５８３を経由して、ＰＩＧ線５０１側から制御部６０に電力を供給することができる。

本実施形態のモータ１１０は、複数の巻線組１２１、１２２を有する。また、インバータ部２０、電源リレー４１、逆接保護リレー４２、モータリレー部３０、インバータプリドライバ回路７１〜７６、第１プリドライバ回路８１、および、第２プリドライバ回路８５は、巻線組１２１、１２２毎に設けられる。モータ１１０の駆動に係る系統数が２系統になると、必要なプリドライバ回路の数も倍になる。そのため、本実施形態にように、逆接保護リレー４２およびモータリレー部３０を駆動するプリドライバを共通化することにより、プリドライバ回路の数の削減および小型化の効果が大きい。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、インバータ部のスイッチング素子、モータリレー、電源リレー、および、逆接保護リレーにＭＯＳＦＥＴを用いていた。他の実施形態では、他の半導体素子や機械接点式リレー等を用いてもよい。また、インバータ部のスイッチング素子、モータリレー、電源リレー、および、逆接保護リレーに、それぞれ異なる種類の半導体素子やリレーを用いてもよい。また、半導体素子に寄生する寄生素子は、寄生ダイオードに限らず、寄生サイリスタ等でもよい。さらにまた、電源リレーおよび逆接防止リレーが例えば機械接点式リレーである場合、第１プリドライバ回路および第２プリドライバ回路を共通化し、１つのプリドライバ回路により構成してもよい。

上記実施形態では、電動機および電動機駆動装置は、１系統または２系統であったが、他の実施形態では３系統であってもよい。系統数が多いほど、第２リレー部とモータリレー部を駆動するプリドライバ回路を共通化することによるプリドライバ回路の数の削減および小型化の効果が大きい。

上記実施形態では、電動機駆動装置は、電動パワーステアリング装置に適用されていたが、他の実施形態では、電動パワーステアリング装置以外に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１・・・電動パワーステアリング装置
２、３・・・電動機駆動装置
１０・・・モータ（電動機）
２０・・・インバータ部
３０・・・モータリレー部
４１・・・電源リレー（第１リレー部）
４２・・・逆接保護リレー（第２リレー部）
６０・・・制御部
８１・・・第１プリドライバ回路
８５・・・第２プリドライバ回路

Claims

電動機（１０、１１０）の巻線組（１５、１２１、１２２）への通電を切り替えるスイッチング素子（２１〜２６）を有するインバータ部（２０）と、
電源（５０）と前記インバータ部との間に設けられる第１リレー部（４１）と、
前記第１リレー部と前記インバータ部との間に設けられる第２リレー部（４２）と、
前記インバータ部と前記電動機の前記巻線組との間に設けられるモータリレー部（３０）と、
前記インバータ部の前記スイッチング素子毎に設けられ、前記スイッチング素子を駆動するインバータプリドライバ回路（７１〜７６）と、
前記第１リレー部を駆動する第１プリドライバ回路（８１）と、
前記第２リレー部および前記モータリレー部のオン／オフの切り替えを同じ信号線からの信号により駆動する第２プリドライバ回路（８５）と、
前記インバータプリドライバ回路、前記第１プリドライバ回路または前記第２プリドライバ回路を介し、前記インバータ部、前記第１リレー部、前記第２リレー部および前記モータリレー部の駆動を制御する制御手段、および、前記第１リレー部、前記第２リレー部、および、前記モータリレー部の故障を検出する故障検出手段を有する制御部（６０）と、
を備えることを特徴とする電動機駆動装置（２、３）。
前記第１リレー部および前記第２リレー部は、寄生素子を有する半導体素子であり、
前記第１リレー部は、前記電源から前記インバータ部側への電力の供給を遮断可能な電源リレーであり、
前記第２リレー部は、当該第２リレー部の前記寄生素子が前記第１リレー部の前記寄生素子と逆向きとなるように配設される逆接保護リレーであることを特徴とする請求項１に記載の電動機駆動装置。
前記制御部は、前記第１リレー部と前記第２リレー部との間から電力が供給可能に構成されることを特徴とする請求項１または２に記載の電動機駆動装置。
前記第１リレー部および前記第２リレー部と並列に接続されるイグニッションスイッチ（５２）の前記インバータ部側、または、前記第１リレー部と前記第２リレー部との間から電力が供給されるＯＲ回路部（５７、５８）を備え、
前記制御部は、前記ＯＲ回路部を経由して電力が供給可能に構成されることをと特徴とする請求項３に記載の電動機駆動装置。
前記電動機（１１０）は、複数の前記巻線組（１２１、１２２）を有し、
前記インバータ部、前記第１リレー部、前記第２リレー部、前記モータリレー部、前記インバータプリドライバ回路、前記第１プリドライバ回路、および、前記第２プリドライバ回路は、前記巻線組毎に設けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動機駆動装置。
前記電動機と、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の電動機駆動装置と、
を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置（１）。