特許 7226687 モータ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-13

(45)【発行日】2023-02-21

(54)【発明の名称】モータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 25/22 20060101AFI20230214BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20230214BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20230214BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20230214BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20230214BHJP

【ＦＩ】

H02P25/22

B62D6/00

B62D5/04

B62D101:00

B62D119:00

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019065739

(22)【出願日】2019-03-29

(65)【公開番号】P2020167831

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2022-03-01

(73)【特許権者】

【識別番号】300052246

【氏名又は名称】日本電産エレシス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179969

【弁理士】

【氏名又は名称】駒井 慎二

(74)【代理人】

【識別番号】100138689

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 慶

(74)【代理人】

【識別番号】100176692

【弁理士】

【氏名又は名称】岡崎 ▲廣▼志

(72)【発明者】

【氏名】大島 忠介

【審査官】谿花 正由輝

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－００１２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１７９７２３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２５／２２

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ １０１／００

Ｂ６２Ｄ １１９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の制御系統からなり該制御系統ごとに設けた中央制御部によって電動モータを駆動するモータ制御装置であって、
前記複数の制御系統の第１の制御系統と第２の制御系統間において、車両等のイグニッションスイッチを介したイグニッション電圧の供給経路の入力側と出力側を電気的に絶縁する絶縁手段と、
前記第１の制御系統のイグニッション電圧値を検出する第１のＩＧ電圧値検出手段と、
前記第２の制御系統のイグニッション電圧値を検出する第２のＩＧ電圧値検出手段と、
前記第１の制御系統の駆動電源となるバッテリの電圧値を検出する第１のバッテリ電圧値検出手段と、
前記第２の制御系統の駆動電源となるバッテリの電圧値を検出する第２のバッテリ電圧値検出手段と、
前記絶縁手段からの出力電圧値と前記第２のバッテリ電圧値とに基づいて前記第２の制御系統のイグニッション電圧値を演算するＩＧ電圧値演算手段と、
を備え、
前記第２の制御系統の中央制御部は前記演算されたイグニッション電圧値をもとに該第２の制御系統におけるイグニッション信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を判断することを特徴とするモータ制御装置。

【請求項2】

前記ＩＧ電圧値演算手段は、前記絶縁手段の出力側の電圧値が所定値以上の場合、前記第２のバッテリ電圧値検出手段で検出したバッテリ電圧を補正し、前記出力側の電圧値を前記補正した電圧値で置き換える演算を行うことを特徴とする請求項１のモータ制御装置。

【請求項3】

前記絶縁手段はフォトカプラであり、該フォトカプラの出力電圧値が前記所定値以上の場合、前記第２の制御系統におけるイグニッション信号がＯＮ状態と判断して前記置き換えの演算を行うことを特徴とする請求項２のモータ制御装置。

【請求項4】

前記絶縁手段はフォトカプラであり、該フォトカプラの出力電圧値が前記所定値より小さい場合、前記第２の制御系統におけるイグニッション信号がＯＦＦ状態と判断して前記置き換えの演算を行わないことを特徴とする請求項２のモータ制御装置。

【請求項5】

前記第１の制御系統のイグニッション電圧値と前記第２の制御系統のイグニッション電圧値とを比較する比較手段と、
ＣＡＮ（Controller Area Network）通信による受信データを前記制御系統の中央制御部で診断するＣＡＮ診断部と、をさらに備え、
前記比較手段による比較の結果、前記第１および第２の制御系統のイグニッション電圧値が所定値以上であれば、前記ＣＡＮ診断部は前記制御系統が正常とのＣＡＮ診断を行い、
前記比較手段による比較の結果、前記第１および第２の制御系統のイグニッション電圧値が所定値よりも小さい場合、前記ＣＡＮ診断部は電動モータの駆動を停止するＣＡＮ診断を行い、
前記比較手段による比較の結果、前記第１および第２の制御系統のいずれか一方のイグニッション電圧値が所定値以上で、かつ、他方のイグニッション電圧値が所定値よりも小さい場合、前記ＣＡＮ診断部は前記制御系統が異常とのＣＡＮ診断を行い、
前記ＣＡＮ診断部により前記正常とのＣＡＮ診断が行われた場合、前記第１および第２の制御系統による前記電動モータの駆動を継続することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

【請求項6】

前記ＣＡＮ診断部によって前記異常とのＣＡＮ診断が行われた場合、前記第１および第２の制御系統のうち、イグニッション電圧値が前記所定値よりも小さい制御系統による前記電動モータの駆動を停止し、イグニッション電圧値が前記所定値以上の制御系統による前記電動モータの駆動を継続することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

【請求項7】

前記所定値は５～７Ｖであることを特徴とする請求項２～６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。

【請求項8】

複数の制御系統ごとに設けた中央制御部を有し、車両等の運転者のハンドル操作をアシストする電動パワーステアリング装置であって、
前記運転者の操舵を補助する電動モータと、
請求項１～７のいずれか１項に記載のモータ制御装置により前記電動モータを駆動制御する手段と、
を備えることを特徴とする電動パワーステアリング用モータ制御装置。

【請求項9】

請求項８に記載の電動パワーステアリング用モータ制御装置を備えたことを特徴とする電動パワーステアリングシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、複数系統のモータ制御回路からなる冗長構成を有する電動パワーステアリング用のモータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電動パワーステアリング装置において、モータに設けた２組のコイル巻線を独立して駆動する２組のインバータ回路を備え、インバータ回路以外の制御回路を二重系にして、異常時（故障時）において、正常に動作している系によってモータ制御を継続するという冗長構成が従来より知られている。

【0003】

このような冗長構成には、単一の制御部（ＣＰＵ）を使用して冗長制御を行う構成、あるいは、特許文献１の電動パワーステアリング装置のように、複数の制御部（２個のＣＰＵ）を使用して、第１の制御系と第２の制御系という二重の冗長制御系で制御を行う構成がある。

【0004】

また、上記のように二重の冗長制御系で構成された電動パワーステアリング装置において、系統間にフォトカプラ（Isolationフォトカプラ）を備えることで、系統間の電気的な絶縁を図る構成も知られている。

【0005】

なお、フォトカプラを配置した構成例として、特許文献２には、フォトカプラを介して伝達されたＯＮ／ＯＦＦ指令に応じて、モータ駆動用のインバータを構成する複数のスイッチング素子にゲート駆動回路よりＯＮ／ＯＦＦ信号を出力して、これらのスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ状態を切り替える技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】再公表特許ＷＯ２０１７／１２２３２９

【文献】特許第６２８２３３１号公報（特開２０１８－７４７８６号公報）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ＥＣＵ(Electronic Control Unit)内に二重の冗長制御系を有し、系統間がIsolationフォトカプラで絶縁された電動パワーステアリング装置において、両系統のＩＧ電圧値を比較すると、ＩＧ電圧が直接入力された系統と、Isolationフォトカプラからの出力をＩＧ電圧とする系統とでは、ＩＧ電圧値が異なるという問題がある。

【0008】

したがって、Isolationフォトカプラからの出力を検出して得たＩＧ電圧値をそのまま使用すると、両系統において互いのＩＧ電圧値が異なるため制御動作も異なる。両系統の動作が異なる状態でバッテリ電圧低下したときにＩＧがＯＮとなった場合、一方の系統においてＩＧ－ＯＦＦを判定できず、初期診断を継続したままとなって、シーケンス停止診断を誤検出するという問題が発生する。

【0009】

また、フォトカプラは、その温度特性、動作速度等から、特許文献２に記載されているような信号のＯＮ／ＯＦＦの判定という用途での使用が一般的である。そのため、上述した二重の冗長制御系の一方系統において、フォトカプラでの検出値をそのまま用いてＩＧ電圧を判定すると、温度特性等によってフォトカプラの出力値が異なることに起因して、システムの起動時等に正確なＩＧ判定ができないという問題がある。

【0010】

さらには、車両の各種情報を授受する車載ネットワーク（ＣＡＮ）に接続されたＣＡＮ信号線を介したＣＡＮ診断では、ＩＧ電圧が正常な場合を想定している。そのため、系統間でＩＧ電圧が異なる場合、正常なＣＡＮ診断を行えず、ＣＡＮの診断を誤検出する可能性があるという点も問題となる。

【0011】

一方、上記のような問題に対し、特許文献１の電動パワーステアリング装置のように２系統を有し、ＣＰＵ間通信を行う構成とすれば、一方の系統で検出したＩＧ電圧値をＣＰＵ間通信によって他系統で受け取り、そのＩＧ電圧値をＩＧの状態判定に用いることができる。

【0012】

この方法によれば、実ＩＧ値を使用して故障診断の実施条件を決定できるので、ＣＡＮの妥当性の判断精度が向上する。しかしながら、ＩＧ電圧が直接入力された系統が故障した場合には、Isolationフォトカプラからの出力をＩＧ電圧とする系統のＩＧ電圧値をＩＧの状態判定に使用できず、故障診断が機能しないという問題がある。

【0013】

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気的に絶縁された第１および第２の複数系統からなる冗長構成をとるモータ制御装置であって、これら複数系統へ単一のＩＧ信号が送信されるモータ制御装置において、Isolationフォトカプラからの出力をＩＧ電圧とする系統のＩＧ状態を正確に判定できるモータ制御装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本願の例示的な第１の発明は、複数の制御系統からなり該制御系統ごとに設けた中央制御部によって電動モータを駆動するモータ制御装置であって、前記複数の制御系統の第１の制御系統と第２の制御系統間において、車両等のイグニッションスイッチを介したイグニッション電圧の供給経路の入力側と出力側を電気的に絶縁する絶縁手段と、前記第１の制御系統のイグニッション電圧値を検出する第１のＩＧ電圧値検出手段と、前記第２の制御系統のイグニッション電圧値を検出する第２のＩＧ電圧値検出手段と、前記第１の制御系統の駆動電源となるバッテリの電圧値を検出する第１のバッテリ電圧値検出手段と、前記第２の制御系統の駆動電源となるバッテリの電圧値を検出する第２のバッテリ電圧値検出手段と、
前記絶縁手段からの出力電圧値と前記第２のバッテリ電圧値とに基づいて前記第２の制御系統のイグニッション電圧値を演算するＩＧ電圧値演算手段とを備え、前記第２の制御系統の中央制御部は前記演算されたイグニッション電圧値をもとに該第２の制御系統におけるイグニッション信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を判断することを特徴とする。

【0015】

本願の例示的な第２の発明は、複数の制御系統ごとに設けた中央制御部を有し、車両等の運転者のハンドル操作をアシストする電動パワーステアリング装置であって、前記運転者の操舵を補助する電動モータと、上記例示的な第１の発明に係るモータ制御装置により前記電動モータを駆動制御する手段とを備えることを特徴とする。

【0016】

本願の例示的な第３の発明は、電動パワーステアリングシステムであって、上記例示的な第２の発明に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、イグニッション電圧の供給経路が第１の制御系統から電気的に絶縁された第２の制御系統においてＩＧ信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を正確に判定できるだけでなく、ＩＧ電圧値の判定精度が向上するので、ＣＡＮ通信により複数の制御系統で高精度のＣＡＮ診断を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング用のモータ制御装置を含む電動パワーステアリングシステムの概略構成を示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係るモータ制御装置の構成を示す図である。

【図3】図３は、フォトカプラの周囲温度に対する入出力特性の一例を示す図である。

【図4】図４は、第２系統のモータ制御装置におけるＩＧ電圧値の生成を説明するための図である。

【図5】図５は、第２系統のモータ制御装置におけるＩＧ状態の判定処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング用のモータ制御装置を含む電動パワーステアリングシステムの概略構成である。図１において、電動パワーステアリングシステム１０は、電子制御ユニット(Electronic Control Unit: ECU)としてのモータ制御装置１ａ，１ｂ、操舵部材であるステアリングハンドル２、ステアリングハンドル２に接続された回転軸３、ピニオンギア６、ラック軸７等を備える。

【0020】

回転軸３は、その先端に設けられたピニオンギア６に噛み合っている。ピニオンギア６により、回転軸３の回転運動がラック軸７の直線運動に変換され、ラック軸７の変位量に応じた角度に、そのラック軸７の両端に設けられた一対の車輪５ａ，５ｂが操舵される。

【0021】

回転軸３には、ステアリングハンドル２が操作された際の操舵トルクを検出するトルクセンサ９ａ，９ｂが設けられており、検出された操舵トルクはモータ制御装置１ａ，１ｂへ送られる。モータ制御装置１ａ，１ｂは、トルクセンサ９ａ，９ｂより取得した操舵トルク、車速センサ（不図示）からの車速等の信号に基づくモータ駆動信号を生成し、その信号を電動モータ１５に出力する。

【0022】

モータ駆動信号が入力された電動モータ１５からは、ステアリングハンドル２の操舵を補助するための補助トルクが出力され、その補助トルクが減速ギア４を介して回転軸３に伝達される。その結果、電動モータ１５で発生したトルクによって回転軸３の回転がアシストされることで、運転者のハンドル操作を補助する。

【0023】

次に、本実施形態に係るモータ制御装置について説明する。本実施形態に係るモータ制御装置は、図２に示すように、所定部分を除いて同一の構成要素を備えた複数のモータ制御系統からなる冗長構成を有する。ここでは、２系統からなる冗長構成を有するモータ制御装置を例に挙げて説明するが、さらに、３系統、４系統といった多系統からなる冗長構成への展開も可能である。

【0024】

本実施形態に係るモータ制御装置は、それぞれが制御部（ＣＰＵ）１２ａ，１２ｂを有する、互いに独立した２つの系統からなるモータ制御装置１ａ，１ｂで構成される。モータ制御装置１ａ，１ｂは、２組の３相巻線（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）１５ａと３相巻線（Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ）１５ｂを備える電動モータ１５と、これら２組の３相巻線それぞれに駆動電流を供給する２組のインバータ回路１４ａ，１４ｂとからなるダブルインバータ構成となっている。電動モータ１５は、例えば３相ブラシレスＤＣモータである。

【0025】

以降の説明では、モータ制御装置１ａと３相巻線１５ａを含む構成部分を第１系統、モータ制御装置１ｂと３相巻線１５ｂを含む構成部分を第２系統とする。

【0026】

第１系統を構成するモータ制御装置１ａは、その装置全体の制御を司る、例えばマイクロプロセッサからなる制御部（ＣＰＵ）１２ａ、ＣＰＵ１２ａからの制御信号よりモータ駆動信号を生成し、ＦＥＴ駆動回路として機能するインバータ制御部１３ａ、電動モータ１５の３相巻線（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）１５ａに駆動電流を供給するモータ駆動部であるインバータ回路１４ａを備える。

【0027】

第２系統を構成するモータ制御装置１ｂは、モータ制御装置１ａと同様、その装置全体の制御を司る制御部（ＣＰＵ）１２ｂ、ＣＰＵ１２ｂからの制御信号よりモータ駆動信号を生成し、ＦＥＴ駆動回路として機能するインバータ制御部１３ｂ、電動モータ１５の３相巻線（Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ）１５ｂに所定の駆動電流を供給するインバータ回路１４ｂを備える。

【0028】

インバータ回路１４ａには、フィルタ１６ａと電源リレー１７ａを介して外部バッテリＢＴよりモータ駆動用の電源が供給され、インバータ回路１４ｂには、フィルタ１６ｂおよび電源リレー１７ｂを介して、外部バッテリＢＴよりモータ駆動用の電源が供給される。なお、フィルタ１６ａ，１６ｂは、それぞれインバータ回路１４ａ，１４ｂに包含させてもよい。

【0029】

フィルタ１６ａ，１６ｂは、不図示の電解コンデンサとコイルからなり、供給電源に含まれるノイズ等を吸収して、電源電圧を平滑する。電源リレー１７ａ，１７ｂは、例えば機械式リレーあるいは半導体リレーで構成され、バッテリＢＴからの電力を遮断可能に構成されている。

【0030】

インバータ回路１４ａは、電動モータ１５の３相巻線（Ｕａ，Ｖａ，Ｗａ）１５ａ各々に対応した半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）からなるＦＥＴブリッジ回路である。同様に、インバータ回路１４ｂは、電動モータ１５の３相巻線（Ｕｂ，Ｖｂ，Ｗｂ）１５ｂ各々に対応した半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）からなるＦＥＴブリッジ回路である。

【0031】

なお、これらのスイッチング素子（ＦＥＴ）はパワー素子とも呼ばれ、例えば、ＭＯＳＦＥＴ(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の半導体スイッチング素子を用いる。

【0032】

イグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）３１は、その一端がバッテリＢＴに接続され、他端はフォトカプラ３３の入力端子（ＩＮ）に接続されている。フォトカプラ３３は、第１系統から第２系統に至るイグニッション電圧の供給経路の入力側と出力側を電気的に絶縁する。フォトカプラ３３は、例えば、図示しない発光ダイオードとフォトトランジスタからなる。

【0033】

フォトカプラ３３の出力端子（ＯＵＴ）は、第２系統を構成するモータ制御装置１ｂの電源管理部２１ｂに接続されるとともに、ＩＧ電圧検出部２４ｂに接続されている。ＩＧ電圧検出部２４ｂは、フォトカプラ３３からの出力であるイグニッション（ＩＧ）電圧値をＡＤ変換し、変換後のデジタル電圧値を、第２系統におけるＩＧ電圧の実電圧値としてＣＰＵ１２ｂのＩＧ状態判定部３５に入力する。なお、ＩＧ電圧検出部２４ｂは、ＣＰＵ１２ｂ内に配置してもよい。

【0034】

モータ制御装置１ｂのバッテリ（ＢＴ）電圧検出部２９は、バッテリＢＴのバッテリ電圧（＋Ｂ）を入力してＡＤ変換し、変換後のデジタル電圧値をバッテリ（ＢＴ）電圧値としてＣＰＵ１２ｂのＩＧ状態判定部３５に入力する。また、バッテリ（ＢＴ）電圧検出部２９は、バッテリ電圧値が規定電圧値以上か否かを判定する。

【0035】

なお、バッテリ電圧の規定電圧値は、あらかじめ決めた値を使用してもよいし、あるいは、第１系統のＩＧ電圧検出部２４ａで検知した電圧を、第２系統のＣＰＵ１２ｂが第１系統のＣＰＵ１２ａとの相互通信によって取得し、それをもとに規定電圧値を決定してもよい。

【0036】

電源部２０ａ，２０ｂは、バッテリＢＴより供給されたバッテリ電圧＋Ｂを、所定の電圧（例えば、ロジックレベルの電圧）に変換し、それを制御部（ＣＰＵ）１２ａ，１２ｂ、インバータ制御部１３ａ，１３ｂ等の制御回路の動作電源として供給する。なお、電源管理部２１ａ，２１ｂは、イグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）３１のＯＮ／ＯＦＦに関わらず、電源部２０ａ，２０ｂを起動する。

【0037】

モータ制御装置１ａ，１ｂのＣＰＵ１２ａ，１２ｂは、リアルタイムの相互通信が可能に構成されている。また、モータ制御装置１ａ，１ｂは、車両の各種情報を授受する車載ネットワーク（ＣＡＮ）に接続されたＣＡＮ信号線（ＣＡＮ通信バス）２７Ｈ，２７Ｌを介して、他の制御ユニット（ＥＣＵ）との間でＣＡＮプロトコルによるデータ通信を行う。

【0038】

ＣＡＮ信号線２７Ｈ，２７Ｌは、第１系統を構成するＣＡＮ－Ｈライン２７Ｈａ，ＣＡＮ－Ｌライン２７Ｌａと、第２系統を構成するＣＡＮ－Ｈライン２７Ｈｂ，ＣＡＮ－Ｌライン２７Ｌｂからなる各々２線式の通信線である。

【0039】

電動モータ１５には、３相巻線１５ａ，１５ｂそれぞれに対応させて、モータの回転子（ロータ）の回転位置を検出する角度センサ（レゾルバ）１１ａ，１１ｂが搭載されている。角度センサ（レゾルバ）１１ａからの出力信号は、回転情報として、入力Ｉ／Ｆ１８ａを介してＣＰＵ１２ａへ送信され、角度センサ（レゾルバ）１１ｂからの出力信号は、入力Ｉ／Ｆ１８ｂを介してＣＰＵ１２ｂへ送信される。

【0040】

次に、本実施形態に係るモータ制御装置における、イグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）のＯＮ／ＯＦＦ状態の判定動作を含むモータ制御装置の動作について説明する。

【0041】

第１系統を構成するモータ制御装置１ａにおいて、操舵トルクを検出するトルクセンサ９ａ等のセンサ類で検出された信号は、入力Ｉ／Ｆ１８ａを介して制御部（ＣＰＵ）１２ａへ入力され、車両の走行速度は、ＣＡＮ信号としてＣＡＮＩ／Ｆ１９ａを介して制御部（ＣＰＵ）１２ａに入力される。制御部（ＣＰＵ）１２ａは、入力されたこれらの検出信号等に基づいて、電動モータ１５を駆動する制御指令を演算する。

【0042】

同様に、第２系統を構成するモータ制御装置１ｂの制御部（ＣＰＵ）１２ｂは、入力Ｉ／Ｆ１８ｂを介して入力された、トルクセンサ９ｂ等のセンサ類で検出された信号、ＣＡＮ信号としてＣＡＮＩ／Ｆ１９ｂを介して入力された車両の走行速度等に基づいて、電動モータ１５を駆動する制御指令を演算する。

【0043】

上述したように、図２に示す第１系統と第２系統という二重の冗長制御系を有するモータ制御装置では、イグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）３１からのＩＧ電圧が直接入力される第１系統と、第１系統と電気的な絶縁を施すためにフォトカプラ３３を配置し、そのフォトカプラ３３からの出力としてのＩＧ電圧が入力される第２系統は、フォトカプラ３３の温度特性等によりＩＧ電圧値が異なる。

【0044】

図３は、周囲温度が変わったときのフォトカプラの入出力特性の一例である。図３の横軸は入力電圧（図２のフォトカプラ３３の入力端子（ＩＮ）に入力されるＩＧ電圧値に相当）、縦軸は出力（図２のフォトカプラ３３の出力端子（ＯＵＴ）から出力されるＩＧ電圧値に相当）であって、ここでは、フォトカプラの開放電圧Ｖ_ＯＣである。

【0045】

図３の入出力特性から、同一の入力電圧に対して、温度によってフォトカプラの出力値が大きく異なることが分かる。また、フォトカプラの開放電圧Ｖ_ＯＣは、入力であるＩＧ電圧値（実ＩＧ電圧値ともいう）への追随性が低いことも分かる。これらが、上述した第１系統と第２系統においてＩＧ電圧値が異なる要因となる。

【0046】

そこで、本実施形態に係るモータ制御装置では、ＩＧ判定精度を向上させるため、第２系統におけるＩＧ電圧値に基づくイグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）のＯＮ／ＯＦＦ状態の判定動作において、バッテリ電圧値を併用してＩＧ電圧値を生成（演算）する。

【0047】

図４は、第２系統におけるＩＧ電圧値の生成を説明するための図であり、第１系統および第２系統ごとの動作モードの相違を示している。例えば、第１系統の制御部（ＣＰＵ）１２ａは、ＩＧ電圧検出部２４ａからの出力値をもとに、図４の符号４１で示すようにＩＧ電圧値が１０～４８ＶのときにＩＧ－ＯＮ状態にあり、ＩＧ電圧値が１０Ｖよりも小さいときには、ＩＧ－ＯＦＦ状態にあると判定する。第１系統の制御部（ＣＰＵ）１２ａは、ＩＧ－ＯＦＦと判定した場合、システムの停止処理（電動モータの駆動停止等）を行う。

【0048】

上述したようにフォトカプラからの出力値に基づく第２系統のＩＧ電圧値は、第１系統のＩＧ電圧値と異なる。そのため、第１系統のＩＧ電圧値と同じ電圧値の範囲を基準として第２系統のＩＧ電圧値を判定できない。

【0049】

図４の符号４３は、第２系統における温度別のフォトカプラの出力状態（開放電圧）を示している。例えば、図３に示す特性から、フォトカプラの入力電圧１０～４８Ｖの範囲における温度－４０℃でのフォトカプラ開放電圧Ｖ_ＯＣは、おおよそ１１～１２Ｖ（これを出力電圧範囲Ａと呼ぶ）であり、温度２５℃でのフォトカプラ開放電圧Ｖ_ＯＣは、おおよそ９～１０Ｖ（これを出力電圧範囲Ｂという）、そして、温度１０５℃でのフォトカプラ開放電圧Ｖ_ＯＣは、おおよそ６～７Ｖ（これを出力電圧範囲Ｃという）である。

【0050】

これらのフォトカプラ開放電圧Ｖ_ＯＣを第２系統のＩＧ状態に対応させると、温度－４０℃では、図４の符号４３ａで示すように、出力電圧範囲ＡのときにＩＧ－ＯＮ状態となり、他の電圧範囲ではＩＧ－ＯＦＦ状態となる。同様に、温度２５℃では、図４の符号４３ｂで示すように、出力電圧範囲ＢのときにＩＧ－ＯＮ状態、他の電圧範囲ではＩＧ－ＯＦＦ状態となり、温度１０５℃では、図４の符号４３ｃで示すように、出力電圧範囲ＣのときにＩＧ－ＯＮ状態、他の電圧範囲ではＩＧ－ＯＦＦ状態となる。

【0051】

このようにフォトカプラ開放電圧Ｖ_ＯＣは、ＯＮ／ＯＦＦを判断できる程度の指標であり、これをもとに第２系統のＩＧ－ＯＮ状態を判定するには、その出力電圧範囲が非常に狭小である。そのため、フォトカプラ開放電圧Ｖ_ＯＣをそのまま使用した第２系統のＩＧ状態の判定は困難となり、判定精度も低くなる。

【0052】

よって、本実施形態に係るモータ制御装置では、第２系統におけるフォトカプラの開放電圧値とバッテリ電圧値とを併用して、第２系統のＩＧ状態を判定する。

【0053】

図５は、モータ制御装置１ｂの制御部（ＣＰＵ）１２ｂにおいて、第２系統のＩＧ状態の判定処理を示すフローチャートである。制御部（ＣＰＵ）１２ｂのＩＧ状態判定部３５は、図５のステップＳ１１において、バッテリ（ＢＴ）電圧検出部２９で検出されたモータ制御装置１ｂのバッテリ電圧（＋Ｂ）を取得する。

【0054】

ＩＧ状態判定部３５は、続くステップＳ１３で、ＩＧ電圧検出部２４ｂで検出されたフォトカプラ３３の開放電圧値Ｖ_ＯＣを取得する。そして、ステップＳ１５において、フォトカプラの開放電圧値Ｖ_ＯＣが所定範囲内（例えば、図４の規定電圧範囲Ｄ：５～１３Ｖ、より好ましくは５～７Ｖ）か否かを判断する。

【0055】

フォトカプラ開放電圧値Ｖ_ＯＣが所定範囲内にあれば、ステップＳ１９で、ＩＧ状態判定部３５内のバッテリ電圧補正部３７において、先にステップＳ１１で取得したバッテリ電圧値を補正する。これは、例えば、バッテリ（ＢＴ）からの電源供給ラインにおける電圧降下に起因して、バッテリ電圧値が規定値よりも低くなる場合等において、その電圧値を補う処理である。

【0056】

すなわち、ステップＳ１９の処理は、フォトカプラの開放電圧値Ｖ_ＯＣをバッテリ電圧を用いて補正することを意味する。よって、バッテリ電圧の補正を行った場合には、ステップＳ２１において、フォトカプラ開放電圧値Ｖ_ＯＣを補正後のＢＴ電圧値で置き換えることになる。

【0057】

ステップＳ２３では、上述した置き換え演算後のＩＧ電圧値が所定電圧値以上か否かを判定する。ここでは、例えば、図４の符号４５で示す第２系統のＩＧ状態のように所定電圧値を１０Ｖにして、置き換え演算後のＩＧ電圧値が１０Ｖ以上であれば、ＩＧ状態判定部３５は、そのＩＧ電圧値がＩＧ－ＯＮ相当の電圧であるとして、ステップＳ２５において、第２系統のＩＧ状態はＩＧ－ＯＮ状態にあると判定する。

【0058】

これに対して、ステップＳ２３において、置き換え演算後のＩＧ電圧値が所定電圧値よりも低い（例えば、１０Ｖよりも小さい）と判断された場合には、その演算で得たＩＧ電圧値がＩＧ－ＯＦＦ相当の電圧であるとして、ＩＧ状態判定部３５は、ステップＳ３５において、第２系統のＩＧ状態がＩＧ－ＯＦＦ状態にあると判定する。

【0059】

なお、ステップＳ２３におけるＩＧ電圧値が所定電圧値以上か否かの判定は、上記置き換え演算後に限らず、後述するように、フォトカプラの開放電圧値Ｖ_ＯＣを第２系統のＩＧ電圧値とする場合においても、そのＩＧ電圧値が所定電圧値以上か否かが判定される。

【0060】

第２系統のＩＧ状態を判定する所定電圧値は、上記の１０Ｖに限定されず、フォトカプラ３３の特性等に対応する可変閾値としてもよい。例えば、フォトカプラの開放電圧を考慮した電圧を閾値とすることで、フォトカプラからの出力電圧値をバッテリ電圧値で置き換える演算と、ＩＧ信号のＯＮ／ＯＦＦ判定の精度が向上する。

【0061】

一方、上記のステップＳ１５において、フォトカプラの開放電圧値Ｖ_ＯＣが所定範囲内にないと判断された場合、ＩＧ状態判定部３５は、ステップＳ３１で、フォトカプラの開放電圧値Ｖ_ＯＣが５Ｖよりも小さいか否かを判定する。

【0062】

フォトカプラの開放電圧値Ｖ_ＯＣが５Ｖよりも小さければ、ＩＧ状態判定部３５は、ステップＳ３３において、上記のステップＳ１３で取得したフォトカプラの開放電圧値Ｖ_ＯＣを第２系統におけるＩＧ電圧値とする。

【0063】

ＩＧ状態判定部３５は、ステップＳ２３において、上記のフォトカプラの開放電圧値Ｖ_ＯＣ、すなわち第２系統のＩＧ電圧値が所定電圧値以上か否かを判定する。第２系統のＩＧ電圧値が所定電圧値よりも小さい場合、ＩＧ状態判定部３５は、ステップＳ３５において、第２系統のＩＧ状態がＩＧ－ＯＦＦ状態にあると判定する。

【0064】

よって、モータ制御装置１ｂの制御部（ＣＰＵ）１２ｂは、上記のように第２系統のＩＧ状態がＩＧ－ＯＦＦ状態にあるときには、ステップＳ３７で、システム停止処理（電動モータの駆動停止等）を行う。

【0065】

なお、上記のステップＳ１５において、フォトカプラの開放電圧値Ｖ_ＯＣが所定範囲内にあるか否かを判断したが、フォトカプラの開放電圧値Ｖ_ＯＣが規定電圧値（例えば、５Ｖ）以上か否かを判定するようにしてもよい。

【0066】

また、ステップＳ３７におけるシステム停止処理は、初期診断状態が一定時間、例えば１０分間、継続している場合、診断シーケンスに異常があると判断して、システム停止するようにしてもよい。これにより、初期診断を継続したままとなって、シーケンス停止診断を誤検出することを回避できる。

【0067】

以上説明したように、本実施形態に係るモータ制御装置は、複数系統（例えば２系統）を有する冗長構成とし、第１系統と第２系統間のイグニッション（ＩＧ）電圧の供給経路に設けたフォトカプラの出力電圧値と、第２系統で検出したバッテリ電圧値とに基づいて第２系統のイグニッション（ＩＧ）電圧値を演算する。

【0068】

これにより、第２系統の中央制御部は、演算で得たイグニッション電圧値をもとに第２系統におけるイグニッション信号のＯＮ／ＯＦＦ状態を判断することができるので、第２系統においてＩＧ電圧値の判定精度が向上し、ＩＧの入力状態を正確に判定可能となる。

【0069】

さらには、第２系統において正常なＩＧ電圧を得ることで、ＣＡＮ通信により複数の制御系統に対して高精度のＣＡＮ診断を行うことができ、複数の制御系統からなる冗長系の信頼性が向上する。加えて、第１系統と第２系統とでＩＧ電圧値が相違することによる、システム起動停止の動作モードが異なる不具合等を回避できる。

【0070】

また、モータ制御装置を、複数系統を有する冗長構成としたことで、これら複数の制御系統のうちの一系統に故障等が発生しても、他系統による電動モータの駆動により、少なくとも全制御系統が正常時の５０％の出力トルクによるモータ駆動を継続できる。

【0071】

例えば、電動パワーステアリング用モータ制御装置において、上述したモータ制御装置により電動モータを駆動制御する構成とすることで、イグニッション電圧の供給経路が第１系統から電気的に絶縁された第２系統においてＩＧ電圧値の判定精度が向上し、ＩＧの入力状態を正確に判定できる。それにより、電動モータを駆動した操舵アシストの継続が可能となる。

【0072】

また、上記の電動パワーステアリング用モータ制御装置を備えた電動パワーステアリングシステムにおいても、同様の技術的効果を得ることができる。

【符号の説明】

【0073】

１ａ，１ｂ モータ制御装置
２ ステアリングハンドル
３ 回転軸
４ 減速ギア
６ ピニオンギア
７ ラック軸
９ａ，９ｂ トルクセンサ
１０ 電動パワーステアリングシステム
１１ａ，１１ｂ 角度センサ
１２ａ，１２ｂ 制御部（ＣＰＵ）
１３ａ，１３ｂ インバータ制御部
１４ａ，１４ｂ インバータ回路
１５ 電動モータ
１５ａ，１５ｂ ３相巻線
１６ａ，１６ｂ フィルタ
１７ａ，１７ｂ 電源リレー
１８ａ，１８ｂ 入力Ｉ／Ｆ
１９ａ，１９ｂ ＣＡＮＩ／Ｆ
２０ａ，２０ｂ 電源部
２１ａ，２１ｂ 電源管理部
２４ａ，２４ｂ ＩＧ電圧検出部
２７Ｈ，２７Ｌ ＣＡＮ信号線
２７Ｈａ，２７Ｈｂ ＣＡＮ－Ｈライン
２７Ｌａ，２７Ｌｂ ＣＡＮ－Ｌライン
２９ バッテリ（ＢＴ）電圧検出部
３１ イグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）
３３ フォトカプラ
３５ ＩＧ状態判定部
３７ バッテリ電圧補正部
４１ 第１系統のＩＧ状態
４３，４３ａ～４３ｃ フォトカプラの出力状態
４５ 第２系統のＩＧ状態
ＢＴ バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】