特許 7552508 電力供給装置

(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】2024-09-09

(45)【発行日】2024-09-18

(54)【発明の名称】電力供給装置

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20240910BHJP

   H02P 29/024 20160101ALI20240910BHJP

   B62D 5/04 20060101ALN20240910BHJP

   B62D 6/00 20060101ALN20240910BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 M

H02P29/024

B62D5/04

B62D6/00

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021095704

(22)【出願日】2021-06-08

(65)【公開番号】P2022187621

(43)【公開日】2022-12-20

【審査請求日】2023-12-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】110003214

【氏名又は名称】弁理士法人服部国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川▲崎▼ 博和

(72)【発明者】

【氏名】株根 秀樹

【審査官】安食 泰秀

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１６９４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／１７６３１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０４２４０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４８

Ｈ０２Ｐ ２９／０２４

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ ６／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一つ以上の電源（１５０、１５１、１５２）と負荷（８０）との間に設けられ、前記電源の電力を用いて協働して前記負荷に電力を供給可能であり、前記電源の負極に接続されるグランド線（Ｌｇ１、Ｌｇ２）が系統毎に独立して構成された複数系統の電力供給回路（２０１、２０２）と、
各系統の前記グランド線に流れる電流であるグランド電流を検出する複数のグランド電流検出器（２６１、２６２）と、
各系統の前記電力供給回路の動作を制御する制御部（４０１、４０２）と、
を備え、
前記制御部は、前記グランド電流に基づいて前記グランド線の異常を診断するグランド線診断部（４５１、４５２）を有し、
前記グランド線診断部は、前記グランド電流及び前記グランド線の配線抵抗に基づき、前記グランド線の通電で消費される電力であるグランド電力を算出し、複数系統のうちから選択された二系統の前記グランド電力の比に基づいて異常を診断し、
前記制御部は、前記グランド線診断部により少なくとも一つの系統の前記グランド線が異常と判定されたとき、異常と判定された系統の前記電力供給回路の動作を変更する電力供給装置。

【請求項2】

前記グランド線診断部は、前記グランド電力が所定の許容電力を上回ったとき、異常であると判定する請求項１に記載の電力供給装置。

【請求項3】

前記グランド線診断部は、前記グランド線の異常診断を実施しつつ、前記グランド線の配線抵抗を学習する請求項１または２に記載の電力供給装置。

【請求項4】

前記制御部は、少なくとも一つの系統の前記グランド線が異常と判定されたとき、異常と判定された系統の前記電力供給回路の動作を停止するか、又は、電流を制限する請求項１～３のいずれか一項に記載の電力供給装置。

【請求項5】

前記グランド線診断部は、系統毎に設けられており、
各系統の前記グランド線診断部は、前記グランド線の異常診断に関する情報を系統間通信により相互に通信する請求項１～４のいずれか一項に記載の電力供給装置。

【請求項6】

複数系統の前記電力供給回路は、共通の前記電源（１５０）に接続されている請求項１～５のいずれか一項に記載の電力供給装置。

【請求項7】

各系統の前記電力供給回路は、系統毎に対応する前記電源（１５１、１５２）に接続されている請求項１～５のいずれか一項に記載の電力供給装置。

【請求項8】

各系統の前記グランド線は、グランド端子（Ｔｇ１、Ｔｇ２）を介して前記電源に接続可能であり、
複数系統の前記グランド端子は、共通のコネクタ（３０）の間口に設けられている請求項１～７のいずれか一項に記載の電力供給装置。

【請求項9】

各系統の前記グランド線は、グランド端子（Ｔｇ１、Ｔｇ２）を介して前記電源に接続可能であり、
各系統の前記グランド端子は、系統毎に対応するコネクタ（３１、３２）の間口に設けられている請求項１～７のいずれか一項に記載の電力供給装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電力供給装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電源回路におけるグランド線の接続不良を検出する装置が知られている。

【0003】

例えば特許文献１に開示された装置は、車両のステアリングシステムにおいて、第１の電源（１）の第１グランド線（１０）の接続不良を検出する。この装置は、電流（ＩＧＮＤ１）を測定するための抵抗（Ｒ３）を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】独国特許出願公開第１０２０１６１０２２４８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の装置は、グランド線が接続されているか、又は断線しているかを判別するものに過ぎない。例えば、負荷に電力を供給する電力供給回路を複数系統備える装置において、少なくとも一つの系統のグランド線が異常の場合にどうするかということについて何ら言及されていない。また、特許文献１の装置では、系統間での配線抵抗のばらつきや電流検出タイミングのずれに関しても考慮されていない。

【0006】

本発明は、上述の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、少なくとも一つの系統のグランド線の異常時に異常時処置を実施可能な電力供給装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の電力供給装置は、複数系統の電力供給回路（２０１、２０２）と、複数のグランド電流検出器（２６１、２６２）と、（４０１、４０２）と、を備える。複数系統の電力供給回路は、一つ以上の電源（１５０、１５１、１５２）と負荷（８０）との間に設けられ、電源の電力を用いて協働して負荷に電力を供給可能である。複数系統の電力供給回路から電源の負極に接続されるグランド線（Ｌｇ１、Ｌｇ２）は、系統毎に独立して構成されている。

【0008】

複数のグランド電流検出器は、各系統のグランド線に流れる電流であるグランド電流を検出する。制御部は、各系統の電力供給回路の動作を制御する。

【0009】

制御部は、グランド電流に基づいてグランド線の異常を診断するグランド線診断部（４５１、４５２）を有する。グランド線診断部は、グランド電流及びグランド線の配線抵抗に基づき、グランド線の通電で消費される電力であるグランド電力を算出し、複数系統のうちから選択された二系統のグランド電力の比に基づいて異常を診断する。制御部は、グランド線診断部により少なくとも一つの系統のグランド線が異常と判定されたとき、異常と判定された系統の電力供給回路の動作を変更する。

【0010】

例えば制御部は、少なくとも一つの系統のグランド線が異常と判定されたとき、異常と判定された系統の電力供給回路の動作を停止するか、又は、電流を制限する。

【0011】

本発明の電力供給装置は、少なくとも一つの系統のグランド線の異常時に異常時処置を実施することにより、例えば他の系統が正常である場合、負荷への電力供給を適切に継続することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】一実施形態の電力供給装置が操舵アシストモータの駆動装置として適用される電動パワーステアリングシステムの構成図。

【図2】第１、第２実施形態の電力供給装置の構成図。

【図3】第３、第４実施形態の電力供給装置の構成図。

【図4】（ａ）第１、第３実施形態、（ｂ）第２、第４実施形態の電力供給装置における、グランド端子が設けられたコネクタの構成図。

【図5】グランド線異常診断のフローチャート。

【図6】（ａ）第１系統、（ｂ）第２系統の異常診断マップ。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明による電力供給装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。図２～図４に示す第１～第４実施形態を包括して「本実施形態」という。本実施形態の電力供給装置は、車両の電動パワーステアリングシステムにおいて操舵アシストモータの駆動装置として適用される。

【0014】

［電動パワーステアリングシステムの構成］
図１を参照し、電動パワーステアリングシステム９９の概略構成を説明する。図１にはコラムアシスト式の電動パワーステアリングシステムを図示するが、本実施形態の電力供給装置１００は、ラックアシスト式の電動パワーステアリングシステムにも同様に適用可能である。

【0015】

ハンドル９１にはステアリングシャフト９２が接続されている。ステアリングシャフト９２の先端に設けられたピニオンギア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車輪９８が設けられる。運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によりラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の変位量に応じた角度に一対の車輪９８が操舵される。

【0016】

ステアリングシャフト９２の途中に設けられた操舵トルクセンサ９３は、運転者の操舵トルクを検出する。図１に示す構成例では二系統の操舵トルクｔｒｑ１、ｔｒｑ２の検出値が冗長的に出力されるが、一つの操舵トルク検出値が二系統に共用されてもよい。

【0017】

操舵アシストモータとして機能するモータ８０は、電力供給装置１００の「負荷」に相当する。本実施形態のモータ８０は、二組の巻線組を有する二重巻線式の三相ブラシレスモータである。電力供給装置１００は、二組の巻線組に電力を供給する二系統の電力供給回路２０１、２０２、及び、電力供給回路２０１、２０２の動作を制御する制御部４０１、４０２を備える。以下、第１系統の構成要素の符号や物理量の記号の末尾に「１」を付し、第２系統の構成要素の符号や物理量の記号の末尾に「２」を付して記す。

【0018】

電力供給装置１００は、操舵トルクｔｒｑ１、ｔｒｑ２に基づいて、モータ８０が所望のアシストトルクを発生するようにモータ８０の駆動を制御する。モータ８０が出力したアシストトルクは、減速ギア９４を介してステアリングシャフト９２に伝達される。

【0019】

［電力供給装置の構成］
図２～図４を参照し、第１～第４実施形態の構成について説明する。各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～第４実施形態は、二通りの電源構成と二通りのコネクタ構成とが組み合わされてなる。図２に示す電源構成を第１、第２実施形態とし、図３に示す電源構成を第３、第４実施形態とする。各電源構成において、図４（ａ）のコネクタ構成と組み合わされる形態を第１、第３実施形態とし、図４（ｂ）のコネクタ構成と組み合わされる形態を第２、第４実施形態とする。

【0020】

（第１、第２実施形態）
図２を参照し、第１、第２実施形態について説明する。電力供給装置１００は、二系統の電力供給回路２０１、２０２、グランド電流検出器２６１、２６２、制御部４０１、４０２等を備える。図２において電源１５０、モータ８０及び回転角センサ８５１、８５２を除く部分が電力供給装置１００に相当する。電力供給装置１００、モータ８０及び回転角センサ８５１、８５２は、一体型の「機電一体式モータ」として構成されてもよい。

【0021】

また、一点鎖線の枠で示す範囲のうち制御部４０１及びグランド電流検出器２６１を除く部分が第１系統の電力供給回路２０１である。二点鎖線の枠で示す範囲のうち制御部４０２及びグランド電流検出器２６２を除く部分が第２系統の電力供給回路２０２である。第１、第２実施形態では、各系統の電力供給回路２０１、２０２は、共通の電源１５０に接続されている。電源１５０は、車両に搭載されたバッテリである。

【0022】

電力供給回路２０１、２０２は、電源１５０と「負荷」としてのモータ８０との間に設けられ、電源１５０の電力を用いて協働してモータ８０に電力を供給可能である。電力供給回路２０１、２０２は、電源１５０の直流電力をインバータ６０１、６０２で三相交流電力に変換してモータ８０の各巻線組に供給する。

【0023】

電力供給回路２０１、２０２から電源１５０の正極に接続される電源線Ｌｐ１、Ｌｐ２、及び、電源１５０の負極に接続されるグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２は、系統毎に独立して構成されている。二系統の電源線Ｌｐ１、Ｌｐ２が系統毎に独立して構成されるのは通常であるが、各系統のグランド側は共通のアースに接地される構成もあり得る。本実施形態では、系統毎に独立したグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２が存在することがポイントとなる。

【0024】

各系統の電源線Ｌｐ１、Ｌｐ２は、電源端子Ｔｐ１、Ｔｐ２を介して電源１５０の正極に接続されている。各系統のグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２は、グランド端子Ｔｇ１、Ｔｇ２を介して電源１５０の負極に接続されている。本実施形態ではグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２に着目し、電源線Ｌｐ１、Ｌｐ２についてはそれ以上言及しない。

【0025】

グランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２は、電源１５０からグランド端子Ｔｇ１、Ｔｇ２までのケーブルの部分、ケーブルとグランド端子Ｔｇ１、Ｔｇ２との接続部分、及び、例えば基板のパターンで形成される回路内の配線部分を含む。それらのトータルをグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２の配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２と定義し、配線長の大部分を占めるケーブル部分にイメージとして抵抗記号を記す。

【0026】

二系統の電力供給回路２０１、２０２の構成は実質的に同一であるため、代表として第１系統の電力供給回路２０１について説明する。第２系統の電力供給回路２０２については、第１系統の電力供給回路２０１の説明における構成要素の符号や物理量の記号の末尾を「１」から「２」に読み替えて解釈される。

【0027】

電力供給回路２０１は、インバータ６０１を主として、ノイズフィルタを構成するコイル２７１及びコンデンサ２８１、電源リレー５３１及び逆接続保護リレー５４１、平滑コンデンサ５５１、シャント抵抗等の相電流検出器７０１を含む。インバータ６０１は、三相の上下アームのスイッチング素子がブリッジ接続されている。この構成は、電動パワーステアリングシステムのモータ駆動装置における周知技術であるため、詳細な説明を省略する。なお、インバータ６０１とモータ８０との間にモータリレーが設けられてもよい。

【0028】

グランド電流検出器２６１は、第１系統のグランド線Ｌｇ１に流れる電流であるグランド電流Ｉｇ１を検出する。グランド電流検出器２６１は、電流検出抵抗の両端電圧を電流に換算することにより電流を検出する。図２では、インバータ６０１の相電流検出器７０１と同様、模式的なブロックで図示する。

【0029】

制御部４０１は、第１系統の電力供給回路２０１の動作を制御する。制御部４０１は、マイコンやカスタムＩＣで構成される。制御部４０１は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備え、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記録媒体）に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行する。

【0030】

制御部４０１に入力される信号を破線矢印で示し、制御部４０１が出力する信号を実線矢印で示す。システムの起動時、例えばイニシャルチェックで回路素子やセンサ等の正常が確認されると、制御部４０１は、電源リレー５３１及び逆接続保護リレー５４１をオンする。モータ８０の駆動時、制御部４０１は、相電流検出器７０１が検出した相電流Ｉｕｖｗ１、及び、回転角センサ８５１が検出した回転角θ１を取得する。制御部４０１は、操舵トルクｔｒｑ１に応じたアシストトルクをモータ８０に出力させるように、相電流Ｉｕｖｗ１及び回転角θ１に基づく電流フィードバック制御により電圧指令を演算し、インバータ６０１へ駆動信号を出力する。

【0031】

特に本実施形態の制御部４０１は、グランド電流に基づいてグランド線の異常を診断するグランド線診断部４５１を有する。ここで、二系統の制御部４０１、４０２において、その制御部が含まれる系統を「自系統」といい、他の制御部が含まれる系統を「他系統」という。第１系統のグランド線診断部４５１は、自系統（すなわち第１系統）のグランド電流Ｉｇ１及び他系統（すなわち第２系統）のグランド電流Ｉｇ２をいずれも取得する。

【0032】

第１系統のグランド線診断部４５１は、二系統のグランド電流Ｉｇ１、Ｉｇ２に基づいて、少なくとも自系統のグランド線Ｌｇ１の異常を診断する。グランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２の異常には、ケーブルの断線やグランド端子Ｔｇ１、Ｔｇ２の接触不良等が含まれる。異常診断の詳細については、図５、図６を参照して後述する。

【0033】

グランド線診断部４５１、４５２は、系統毎に設けられている。第１系統のグランド線診断部４５１と第２系統のグランド線診断部４５２とは、グランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２の異常診断に関する情報を系統間通信により相互に通信する。例えば制御部４０１、４０２がマイコンで構成される場合、いわゆるマイコン間通信が系統間通信に相当する。

【0034】

制御部４０１、４０２は、グランド線診断部４５１、４５２により少なくとも一つの系統のグランド線が異常と判定されたとき、異常と判定された系統の電力供給回路の動作を変更する。すなわち、制御部４０１、４０２は「異常時処置」を実施する。異常時処置の詳細については、図５を参照して後述する。

【0035】

第１、第２実施形態では各系統の電力供給回路２０１、２０２は、共通の電源１５０に接続されているため、二系統のグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２に印加される電源電圧のばらつきが生じない。また、電源１５０から電力供給装置１００までのケーブル長もほぼ同等になり、配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２のばらつきが抑制される。

【0036】

（第３、第４実施形態）
図３を参照し、第３、第４実施形態について説明する。第３、第４実施形態では、各系統の電力供給回路２０１、２０２は、系統毎に対応する電源１５１、１５２に接続されている。電源１５１、１５２の負極は、共通のアースである車両のシャーシに接続され、同電位となっている。

【0037】

二つの電源１５１、１５２は、容量や出力が同等の電源が冗長的に設けられることが好ましい。また、各電源１５１、１５２から電力供給装置１００までのケーブル長も同程度であり、配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２が同程度であることが好ましい。ただし、配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２が系統毎に異なっていても、本実施形態では、後述のように電流を電力に換算することで、配線抵抗のばらつきを考慮した異常診断が可能である。

【0038】

第３、第４実施形態では電源１５１、１５２が冗長的に設けられるため、一方の電源が失陥した場合にも、他方の電源により電力供給装置１００の動作を継続可能である。したがって、システムの信頼性が向上する。

【0039】

（コネクタの構成例）
次に図４（ａ）、（ｂ）を参照し、電力供給回路２０１、２０２の電源端子Ｔｐ１、Ｔｐ２及びグランド端子Ｔｇ１、Ｔｇ２が設けられるコネクタの構成例について説明する。本実施形態の電力供給装置１００は、車両に搭載された共通電源１５０又は系統別電源１５１、１５２に接続された電源ケーブルと、コネクタを介して脱着可能に接続される。

【0040】

図２、図３に示すように、各系統のグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２は、グランド端子Ｔｇ１、Ｔｇ２を介して共通電源１５０又は系統別電源１５１、１５２に接続可能である。なお、各系統の電源線Ｌｐ１、Ｌｐ２も同様に電源端子Ｔｐ１、Ｔｐ２を介して電源に接続可能であるが、ここでは電源端子Ｔｐ１、Ｔｐ２についての言及を省略する。

【0041】

図４（ａ）に示す構成例では、二系統のグランド端子Ｔｇ１、Ｔｇ２は、共通のコネクタ３０の間口に設けられている。図２に示す共通電源１５０と共通コネクタ３０との組み合わせが第１実施形態であり、図３に示す系統別電源１５１、１５２と共通コネクタ３０との組み合わせが第３実施形態である。第１、第３実施形態では、コネクタ３０の脱着を一度に行うことができるため、取付作業性が向上する。

【0042】

図４（ｂ）に示す構成例では、各系統のグランド端子Ｔｇ１、Ｔｇ２は、系統毎に対応するコネクタ３１、３２の間口に設けられている。図２に示す共通電源１５０と系統別コネクタ３１、３２との組み合わせが第２実施形態であり、図３に示す系統別電源１５１、１５２と系統別コネクタ３１、３２との組み合わせが第４実施形態である。第２、第４実施形態では、コネクタ３１、３２を小型にし、また、一系統仕様の他の装置のコネクタと共用することができる。

【0043】

［グランド線異常診断］
図５のフローチャ－ト、及び図６（ａ）、（ｂ）の異常診断マップを参照し、本実施形態によるグランド線異常診断について説明する。フローチャート中の記号「Ｓ」はステップを意味する。この異常診断は、例えばシステム起動後のイニシャルチェック時に実施される。或いは、システム稼働中の常時、もしくは定期的なタイミングで、もしくは別のチェックで異常の疑いがあると判定された時に実施されてもよい。

【0044】

Ｓ１では、イニシャルチェックであるか、又は診断条件を充足しているか判断される。診断条件の一例として、異常診断マップにおいて正しく判定可能な最小電力Ｐｊ＿ｍｉｎが各系統のグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２で消費され得る状況であることが必要である。インバータ６０１、６０２に指令される出力がそもそも最低レベルに達しない場合等には診断条件を充足していないと見なされ、Ｓ１でＮＯと判断される。Ｓ１でＹＥＳの場合、Ｓ２に移行する。

【0045】

Ｓ２でグランド線診断部４５１、４５２は、第１系統及び第２系統のグランド電流Ｉｇ１、Ｉｇ２を取得する。つまり、各系統のグランド線診断部は、自系統及び他系統の電流情報を取得する。Ｓ３でグランド線診断部４５１、４５２は、グランド電流Ｉｇ１、Ｉｇ２及び配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２に基づき、グランド電力Ｐｇ１、Ｐｇ２を算出する。グランド電力Ｐｇ１、Ｐｇ２は、グランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２の通電で消費される電力であり、式（１．１）、（１．２）により算出される。配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２は、製造時の初期値が固定値として用いられてもよいし、後述のように学習した値が用いられてもよい。

【0046】

Ｐｇ１＝Ｒｗ１×Ｉｇ１² ・・・（１．１）
Ｐｇ２＝Ｒｗ２×Ｉｇ２² ・・・（１．２）

【0047】

Ｓ４では、第１系統と第２系統とのグランド電力Ｐｇ１、Ｐｇ２の比が算出される。詳しくは、各系統のグランド線診断部４５１、４５２は、自系統のグランド電力を他系統のグランド電力で除することによりグランド電力比ρ１、ρ２を算出する。第１系統のグランド線診断部４５１は、図６（ａ）の縦軸のグランド電力比ρ１を式（２．１）により算出する。第２系統のグランド線診断部４５２は、図６（ｂ）の縦軸のグランド電力比ρ２を式（２．２）により算出する。

【0048】

ρ１＝Ｐｇ１／Ｐｇ２ ・・・（２．１）
ρ２＝Ｐｇ２／Ｐｇ１ ・・・（２．２）

【0049】

Ｓ５でグランド線診断部４５１、４５２は、異常診断マップにより異常診断を行う。図６（ａ）に第１系統の異常診断マップを示し、図６（ｂ）に第２系統の異常診断マップを示す。異常診断マップには、閾値を表す境界線により正常範囲が区画されている。値が正常範囲の外にある場合、グランド線診断部４５１、４５２はグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２が異常であると判定する。以下、代表として図６（ａ）について説明する。図６（ｂ）についても同様である。

【0050】

第１系統の異常診断マップの横軸はグランド電力Ｐｇ１であり、縦軸はグランド電力比ρ１である。横軸の最小側の電力閾値は、判定可能な最小電力Ｐｊ＿ｍｉｎである。横軸の最大側の電力閾値は許容電力最大値Ｐａ＿ｍａｘである。許容電力最大値Ｐａ＿ｍａｘは、例えば電力供給回路２０１を構成するスイッチング素子の定格等に基づいて設定される。グランド線診断部４５１は、グランド電力Ｐｇ１が「所定の許容電力」である最大値Ｐａ＿ｍａｘを上回ったとき、異常であると判定する。

【0051】

次に縦軸のグランド電力比ρ１に関し、二系統のグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２が正常であり、回路の動作特性にばらつきがなければグランド電力比ρ１は理想的に１になる。それに対し、許容電力最大値Ｐａ＿ｍａｘでのグランド電力比ρ１を例えば２分の１から２倍まで許容するものとして異常閾値が設定される。

【0052】

異常閾値は、グランド電力Ｐｇ１が小さいとき１に近く、グランド電力Ｐｇ１が大きくなるほど１から離れる。つまり、グランド電力Ｐｇ１が大きくなるほど正常範囲が広くなるように設定される。なお、マップの異常閾値は直線に限らず曲線で設定されてもよい。また、各系統の電力供給回路２０１、２０２が系統別電源１５１、１５２に接続される第３、第４実施形態では、対応する電源の電源電圧に応じて異常閾値が設定されてもよい。

【0053】

フローチャートに戻り、Ｓ５でグランド線診断部４５１、４５２は、上述のように二系統のグランド電力比ρ１、ρ２に基づいてグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２の異常を診断する。このとき、グランド線診断部４５１、４５２は、グランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２の異常診断を実施しつつ、演算データに基づき、グランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２の配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２を学習してもよい。これにより、製造後の配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２の経時変化に対応して異常診断の精度を向上させることができる。

【0054】

また、グランド線診断部４５１、４５２が診断結果を系統間通信して比較することで、検出機能が冗長化される。したがって、電流検出タイミングにずれがあっても、適宜補正を行うこと等により、正しい異常判定をすることができる。

【0055】

Ｓ６では、異常診断の結果が正常であるか判断される。Ｓ６でＹＥＳの場合、ルーチンを終了する。Ｓ６でＮＯ、すなわち異常が有る場合、制御部４０１、４０２は異常時処置を実施する。例えば第１系統のグランド線Ｌｇ１が異常と判定され、第２系統は正常であるとする。

【0056】

Ｓ７で第１系統の制御部４０１は、異常と判定された第１系統の電力供給回路２０１の動作を変更する。具体的には、制御部４０１は、第１系統の電力供給回路２０１の動作を停止するか、又は、電流を制限する。例えば通電が可能なレベルの異常の場合、インバータ６０１に通電する電流を制限し、第１系統の出力を制限しつつ動作を継続してもよい。電力供給回路２０１の動作を停止する場合、インバータ６０１の全素子をオフすることに加え、電源リレー５３１及び逆接続保護リレー５４１をオフしてもよい。逆接続保護リレー５４１をオフすることで、モータ８０側からの逆入力を遮断することができる。

【0057】

第１系統の電力供給回路２０１の動作が停止された場合、モータ８０の要求出力を維持しようとすると、第２系統の電力供給回路２０２に対し正常時の二系統分の出力を一系統で負担することが要求される。それにより第２系統の出力が過剰となることを防ぐため、Ｓ８で第２系統の制御部４０２は、正常系統の使用電力を制限する。例えば制御部４０２は、第２系統の電力供給回路２０２の使用電力が許容電力最大値Ｐａ＿ｍａｘ以下となるように、或いは、二系統正常時の使用電力の半分以下となるように制限する。

【0058】

（効果）
以上のように本実施形態の電力供給装置１００は、少なくとも一つの系統のグランド線の異常時に異常時処置を実施することにより、例えば他の系統が正常である場合、モータ８０への電力供給を適切に継続することができる。

【0059】

グランド線診断部４５１、４５２は、グランド電流Ｉｇ１、Ｉｇ２及びグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２の配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２に基づき、グランド電力Ｐｇ１、Ｐｇ２を算出し、二系統のグランド電力Ｐｇ１、Ｐｇ２の比ρ１、ρ２に基づいて異常を診断する。配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２の情報が反映されたグランド電力Ｐｇ１、Ｐｇ２を用いることで、配線抵抗Ｒｗ１、Ｒｗ２のばらつきを考慮した適切な異常診断が可能となる。

【0060】

グランド線診断部４５１、４５２は、グランド電力Ｐｇ１、Ｐｇ２が所定の許容電力Ｐａ＿ｍａｘを上回ったとき、異常であると判定する。これにより、グランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２で過大な電力が消費されることによる過熱等の不具合を回避することができる。

【0061】

（その他の実施形態）
（ａ）三系統以上の複数系統の電力供給回路を備えた電力供給装置において、複数系統のグランド線の異常が診断されてもよい。その場合、複数系統のうちから選択された二系統のグランド電力の比に基づいて異常が診断され、その結果を組み合わせて各系統のグランド線の異常を判定可能である。また、例えば三系統の場合、三系統のうち二系統が共通電源に接続され、他の一系統が個別電源に接続される混合型の電源構成が採用されてもよい。コネクタ構成についても同様である。

【0062】

（ｂ）グランド線診断部を含む制御部は、系統毎に独立して設けられて相互に通信する構成に限らず、複数系統に共通の回路で構成されてもよい。その場合、一つの回路内で、各系統の情報が共用されるようにしてもよい。

【0063】

（ｃ）電力供給回路は、電源の直流電力から変換した交流電力を交流モータ等の負荷に供給するインバータを含むものに限らない。例えば、電源の直流電力から変換した直流電力を直流モータ等の負荷に供給するＨブリッジ回路を含むものであってもよい。或いは、入力電圧に対する出力電圧を変更する昇降圧コンバータを含むものであってもよい。

【0064】

（ｄ）電源は、バッテリに限らず、キャパシタや燃料電池で構成されてもよい。また、直流電源の電力に代えて、交流電源の出力が整流された電力が電力供給装置１００に入力されてもよい。

【0065】

（ｅ）電力供給装置１００の電源端子Ｔｐ１、Ｔｐ２及びグランド端子Ｔｇ１、Ｔｇ２が電源ケーブルとコネクタで脱着可能に接続される構成に限らない。電力供給装置１００の筐体から引き出されたケーブルが外部の専用電源に直接接続されてもよい。

【0066】

（ｆ）特開２０２０－１８０８７号公報（対応ＵＳ公報：ＵＳ２０２０／００３６２６９Ａ１）に開示されているように、二系統のグランド線Ｌｇ１、Ｌｇ２の間にコンデンサが接続されてもよい。

【0067】

（ｇ）本発明の電力供給装置は、電動パワーステアリングシステムに限らず、複数系統の電力供給回路が電源の電力を用いて協働して負荷に電力を供給するどのようなシステムにも適用可能である。

【0068】

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

【0069】

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【符号の説明】

【0070】

１００・・・電力供給装置、
１５０、１５１、１５２・・・電源、
２０１、２０２・・・電力供給回路、
２６１、２６２・・・グランド電流検出器、
４０１、４０２・・・制御部、
４５１、４５２・・・グランド線診断部、
８０ ・・・モータ（負荷）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】