JP7632226B2 - 制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置に関する。

従来、冗長ドライブを備える電動パワーステアリングシステムが知られている。例えば特許文献１では、２つの駆動電子機器の間にガルバニック絶縁が存在している。

独国特許出願公開第１０２０１５１０４８５０号明細書

複数系統の制御回路において、マイコン等に電力を供給する内部電源の電圧が上昇する故障が発生した場合、通信線の電圧上昇により、正常な制御回路を破壊する虞がある。この対策として、系統間通信にフォトカプラ等の絶縁通信バッファを設けることが考えられるが、絶縁通信バッファは比較的大型の素子であるため、基板上に比較的大きな実装面積を確保する必要がある。

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、他系統への故障伝播を防止可能な制御装置を提供することにある。

本発明の制御装置は、複数の制御部（１５０、２５０）と、系統間通信回路（１５２、２５２）と、内部電源回路（１５５、２５５）と、保護回路（１６０、２６０、６２～６４）と、を備える。制御部は、負荷（８０）の駆動を制御する。それぞれの制御部と対応して設けられる回路構成を系統とすると、系統間通信回路は、他の制御部と対応する系統である他系統と接続される。内部電源回路は、系統ごとに設けられ、制御部および系統間通信回路に電力を供給する。保護回路は、内部電源回路からの出力電圧が過電圧となる過電圧異常が生じたとき、内部電源回路から系統間通信経路に至る内部電源ラインを遮断、または、系統間通信回路への給電を制限可能である。これにより、他系統への故障伝播を防ぐことができる。

第１実施形態によるステアリングシステムの概略構成図である。 第１実施形態によるＥＣＵを示すブロック図である。 第１実施形態による保護回路を示す回路図である。 第１実施形態による保護回路を示す回路図である。 第１実施形態による３系統の場合の保護回路を示す回路図である。 第１実施形態によるグランド共通の場合の保護回路を示す回路図である。 第１実施形態による内部電源回路を構成するＩＣを示す模式図である。 第１実施形態によるヒューズパターンを示す模式図である。 第２実施形態による保護回路を示す回路図である。 第２実施形態による３系統の場合の保護回路を示す回路図である。 第２実施形態によるグランド共通の場合の保護回路を示す回路図である。 第３実施形態による保護回路を示す回路図である。 第３実施形態による３系統の場合の保護回路を示す回路図である。 第３実施形態によるグランド共通の場合の保護回路を示す回路図である。 第４実施形態による保護回路を示す回路図である。 第４実施形態による過電流リミッタ回路の出力特性を示す説明図である。 第４実施形態による３系統の場合の保護回路を示す回路図である。 第４実施形態によるグランド共通の場合の保護回路を示す回路図である。

以下、本発明による制御を図面に基づいて説明する。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）
第１実施形態を図１～図８に示す。本実施形態の制御装置としてのＥＣＵ１０は、例えば車両のステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置８に適用される。図１は、電動パワーステアリング装置８を備えるステアリングシステム９０の構成を示す。ステアリングシステム９０は、操舵部材であるステアリングホイール９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置８等を備える。

ステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。トルクセンサ９４は、第１センサ部１９４および第２センサ部２９４を有しており、各々自身の故障検出ができるセンサが二重化されている。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車輪９８が連結される。

運転者がステアリングホイール９１を回転させると、ステアリングホイール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によってラック軸９７の直線運動に変換される。一対の車輪９８は、ラック軸９７の変位量に応じた角度に操舵される。

電動パワーステアリング装置８は、駆動装置４０、および、減速ギア８９等を備える。駆動装置４０は、モータ８０、および、ＥＣＵ１０等を備える。動力伝達部である減速ギア８９は、モータ８０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置８は、所謂「コラムアシストタイプ」であるが、モータ８０の回転をラック軸９７に伝える所謂「ラックアシストタイプ」等としてもよい。

モータ８０は、操舵に要するトルクの一部または全部を出力するものであって、電源であるバッテリ１９０、２９０（図２参照）から電力が供給されることにより駆動され、減速ギア８９を正逆回転させる。モータ８０は、３相ブラシレスモータであるが、３相ブラシレスモータ以外のものを用いてもよい。

図２に示すように、モータ８０は、図示しない２組のモータ巻線を有する。以下、一方のモータ巻線の通電制御に係る構成を第１回路部１００、他方のモータ巻線の通電制御に係る構成を第２回路部２００とする。第１回路部１００および第２回路部２００を構成する電子部品は、図示しない基板に実装される。１枚の基板に全ての電子部品が実装されていてもよいし、複数枚の基板に分けて実装されていてもよい。

本実施形態では、第１回路部１００と第２回路部２００とが略同様に構成されているため、第２回路部２００に係る詳細構成の記載を適宜省略し、第１回路部１００を中心に説明する。また、第１回路部１００とこれに接続されるモータ巻線の組み合わせを第１系統、第２回路部２００とこれに接続されるモータ巻線の組み合わせを第２系統とし、主に第１系統を自系統、第２系統を他系統として説明する。また、第２系統を自系統とする場合には、対応する構成を読み替えればよい。

第１回路部１００は、インバータ１２０、モータリレー部１２３、インバータドライバ回路１２５、電流検出部１３０、回転角センサ１３５、電圧検出部１３６、電源リレー１４１、逆接保護リレー１４２、リレードライバ回路１４５、通信ドライバ回路１４７、マイコン１５０、集積回路部１５１、内部電源回路１５５、および、保護回路１６０等を有する。

第１回路部１００には、第１バッテリ１９０から電力が供給される。本実施形態では、第１バッテリ１９０は例えば４８Ｖ電源であって、ＰＩＧ端子１９１を経由して第１回路部１００に電力を供給する。また、第１バッテリ１９０の電力は、降圧回路１９３にて例えば１２Ｖに降圧され、ＩＧ端子１９２を経由して第１回路部１００に電力を供給する。第１バッテリ１９０の電圧や第１回路部１００にて要求される電圧に応じ、昇降圧に係る構成は適宜設計可能である。

また、第１回路部１００は、トルクセンサ端子１９５を経由してトルクセンサ９４の第１センサ部１９４と接続され、通信端子１９６を経由して図示しない車両通信網と接続される。車両通信網は、通信ドライバ回路１４７を経由してマイコン１５０と各種情報を送受信可能に接続されている。本実施形態の車両通信網はＣＡＮ（Controller Area Network）を例示しているが、ＣＡＮ－ＦＤ（ＣＡＮ with Flexible Data rate）やＦｌｅｘＲａｙ等、ＣＡＮ以外の規格のものを用いてもよい。第１回路部１００は、グランド端子１９８を経由してグランドＧ１と接続される。

第２回路部２００には、第２バッテリ２９０から電力が供給される。本実施形態では、第２バッテリ２９０は例えば４８Ｖ電源であって、ＰＩＧ端子２９１を経由して第２回路部２００に電力を供給する。また、第２バッテリ２９０の電力は、降圧回路２９３にて例えば１２Ｖに降圧され、ＩＧ端子２９２を経由して第２回路部２００に電力を供給する。また、第２回路部２００は、トルクセンサ端子２９５を経由してトルクセンサ９４の第２センサ部２９４と接続され、通信端子２９６を経由して図示しない車両通信網と接続される。第１回路部１００が接続される車両通信網と、第２回路部２００が接続される車両通信網とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第２回路部２００は、グランド端子２９８を経由してグランドＧ２と接続される。本実施形態では、第１系統と第２系統とでグランドＧ１、Ｇ２が分離されている。

インバータ１２０は、第１系統のモータ巻線の電力を変換する３相インバータである。インバータ１２０とモータ巻線との間には、インバータ１２０とモータ巻線との断接を切替可能なモータリレー部１２３が設けられる。インバータドライバ回路１２５は、インバータ１２０およびモータリレー部１２３を構成する図示しないスイッチング素子、および、逆接保護リレー１４２のオンオフに係る駆動信号を出力する。コンデンサ１２７は、インバータ１２０と並列に接続され、電荷を蓄えることでインバータ１２０へ供給される電力を平滑化する。

電流検出部１３０は、例えば各相に設けられるシャント抵抗等であって、モータ巻線の各相に通電される電流を検出する。検出値は、集積回路部１５１を経由して、マイコン１５０に出力される。図２では、集積回路部１５１を「ＡＳＩＣ」と記載した。回転角センサ１３５は、モータ８０の回転を検出し、検出値をマイコン１５０に出力する。

電圧検出部１３６は、ＰＩＧ端子１９１と接続される電源ラインＬｐ１の電圧を検出し、検出値をマイコン１５０に出力する。電源ラインＬｐ１には、フィルタ回路を構成するチョークコイル１３７およびコンデンサ１３８が接続される。グランドラインＬｇ１には、グランド断線を検出する断線検出部１３９が設けられる。

電源ラインＬｐ１には、電源リレー１４１および逆接保護リレー１４２が設けられている。リレー１４１、１４２を、ＭＯＳＦＥＴのように寄生ダイオードを有する素子で構成する場合、寄生ダイオードの向きが逆向きとなるように２つの素子を直列に接続することが望ましい。これにより、バッテリ１９０が誤って逆向きに接続された場合に、逆向きの電流が流れるのを防ぐことができる。リレー１４１、１４２は、メカリレーであってもよい。リレードライバ回路１４５は、電源リレー１４１のオンオフに係る駆動信号を出力する。

マイコン１５０、２５０は、モータ８０の駆動制御に係る各種制御演算を行うものであって、相互に情報を送受信可能に設けられている。マイコン１５０には、内部電源回路１５５から電力が供給される。内部電源回路１５５には、コンデンサ１５６が接続されている（図４参照）。コンデンサ１５６は、内部電源回路１５５の出力電圧を安定化させる。

ここで、マイコン１５０や系統間通信に係る部品に電力を供給する内部電源回路１５５の出力電圧（以下、「内部電源電圧Ｖｍｉ」とする。）が上昇する故障が生じた場合、系統間通信ラインＬｃを経由して正常である他系統にも過電圧が印加されることで故障伝播が生じる虞がある。この対策として、例えば系統間通信にフォトカプラ等の絶縁通信バッファを用いることがある。絶縁通信バッファが大型の素子である場合、基板上にて比較的大きな実装面積を占有する。

そこで本実施形態では、内部電源回路１５５に対し、保護回路１６０を設けている。保護回路１６０、２６０の詳細を図３および図４に示す。図３等では、マイコン内蔵のＳＣＩ（Serial Communication Interface）やＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）、汎用ポート信号、その他ＩＣのモニタ信号、ＣＡＮやＬＩＮのトランシーバ、およびセンサＩ／Ｆからの分岐等、系統間を繋ぐ信号のインターフェース回路を、まとめて系統間通信回路１５２、２５２とする。また、図４以降では、１系統分の構成を主に記載した。

図３および図４に示すように、保護回路１６０は、溶断部１６１、および、ツェナーダイオード１６２を有する。溶断部１６１は、内部電源回路１５５と系統間通信回路１５２とを接続する内部電源ラインＬｉ１に設けられる。ツェナーダイオード１６２は、カソード側が内部電源ラインＬｉ１、アノード側がダイオード１６３を経由して他系統グランドであるグランドＧ２に接続される。ダイオード１６３は、ツェナーダイオード１６２とグランドＧ２との間に設けられる。ダイオード１６３を設けることで、グランドＧ２が浮いた場合における第１系統への電流の回り込みを防止する。

保護回路２６０は、溶断部２６１、および、ツェナーダイオード２６２を有する。溶断部２６１は、内部電源回路２５５と系統間通信回路２５２とを接続する内部電源ラインＬｉ２に設けられる。ツェナーダイオード２６２は、カソード側が内部電源ラインＬｉ２、アノード側がダイオード２６３を経由して他系統グランドであるグランドＧ１に接続される。ダイオード２６３は、ツェナーダイオード２６２とグランドＧ１との間に設けられる。ダイオード２６３を設けることで、グランドＧ１が浮いた場合における第２系統への電流の回り込みを防止する。

また図５に示すように、３系統以上であって、系統毎にグランドＧ１、Ｇ２、Ｇ３が分離されている場合、ツェナーダイオード１６２およびダイオード１６３を系統ごとに設け、他系統のグランドＧ２、Ｇ３にそれぞれ接続する。さらにまた、図６に示すように、各系統でグランドが共通である場合、ツェナーダイオード１６２のグランド側に設けられるダイオード１６３を省略可能である。

以下、保護回路１６０を中心に説明する。内部電源回路１５５の異常により内部電源ラインＬｉ１が過電圧となった場合、内部電源ラインＬｉ１の電圧がツェナーダイオード１６２のツェナー電圧より高くなると、大電流が流れることで、溶断部１６１が溶断される。これにより、内部電源回路１５５の異常による高電圧が他系統である第２系統に印加されるのを防ぐことができる。

保護回路１６０は、ツェナーダイオード１６２がオープン故障となる前に、溶断部１６１が溶断するように構成する。すなわち、溶断部１６１の溶断電流をＩｆ、ツェナー断線電流をＩｚとしたとき、Ｉｆ＜Ｉｚとなるように、溶断部１６１およびツェナーダイオード１６２を構成する。

一般に、ツェナーダイオードのベアチップは過電圧がかかり過負荷となると、カソード－アノード間がショート破壊となる。このとき、ショート後の電流が大きいと、ボンディングが切れることで、オープン故障となる虞がある。そのため、保護回路１６０のツェナーダイオード１６２として、オープン故障しにくい金属クリップ接続構造のものを用いることが好ましい。

本実施形態では、溶断部１６１として、例えば角型チップ電流ヒューズ、モールド実装型電流ヒューズ等の基板実装型のヒューズを用いる。また、溶断部１６１として、低抵抗（例えば数Ω）で低定格電流のチップ抵抗を用いてもよい。

図７に示すように、内部電源回路１５５を構成するＩＣ５５は、ダイ５５１、系統間通信回路１５２と接続される出力端子５５２、および、ダイ５５１と出力端子５５２とを接続するボンディングワイヤ５５３を有する。ここで、ボンディングワイヤ５５３の断線電流が、ツェナーダイオード１６２の断線電流よりも小さくように構成することで、ボンディングワイヤ５５３に溶断部としての機能を持たせてもよい。この場合、ボンディングワイヤ５５３が切れる前に、過熱や他系統故障等の従属故障が発生しないように設計する。

また図８に示すように、内部電源ラインＬｉ１を構成する基板の配線パターンにおいて、電流経路Ｐとなる箇所に、他の箇所と比較して局所的に細いパターンであるヒューズパターンＰｆを形成することで溶断部としての機能を持たせてもよい。この場合、ヒューズパターンＰｆを形成する箇所の上下層の領域には、他の配線を設けない等の設計が必要となる。図８では、パターンが形成されていない箇所を梨地で示した。

本実施形態では、内部電源回路１５５と他系統のグランドＧ２との間に溶断部１６１およびツェナーダイオード１６２を直列に接続することで、保護回路１６０を構成し、内部電源回路１５５が過電圧となる異常が発生した場合に溶断部１６１を溶断することで、系統間通信ラインＬｃを経由して過電圧が他系統に印加されないように構成している。これにより、内部電源回路１５５に過電圧が生じた場合における系統間通信回路１５２を介した他系統への故障伝播を防ぐことができる。

以上説明したように、ＥＣＵ１０は、複数のマイコン１５０、２５０と、系統間通信回路１５２、２５２と、内部電源回路１５５、２５５と、保護回路１６０、２６０と、を備える。マイコン１５０、２５０は、モータ８０の駆動を制御する。ここで、それぞれのマイコン１５０、２５０に対応する回路構成を系統とする。系統間通信回路１５２は、他のマイコン２５０と対応する系統である他系統と接続される。

内部電源回路１５５は、系統ごとに設けられ、マイコン１５０および系統間通信回路１５２に電力を供給する。保護回路１６０は、内部電源回路１５５からの出力電圧である内部電源電圧Ｖｍｉが過電圧となる過電圧異常が生じたとき、内部電源回路１５５から系統間通信回路１５２に至る内部電源ラインＬｉ１を遮断、または、系統間通信回路１５２への給電を制限可能である。

これにより、内部電源回路１５５、２５５の異常による過電圧が系統間通信回路１５２、２５２を経由して他系統側へ印加されることによる他系統への故障伝播を防ぐことができる。

系統ごとにグランドが分離されている場合、保護回路１６０、２６０は、他系統のグランドと接続されている。これにより、内部電源回路１５５、２５５の異常による過電圧が他系統側に印加されるのを適切に防ぐことができる。

本実施形態の保護回路１６０は、内部電源ラインＬｉ１に設けられる溶断部１６１、および、溶断部１６１の系統間通信回路１５２側とグランドとを接続する配線に設けられるツェナーダイオード１６２を有しており、内部電源電圧Ｖｍｉが過電圧となる過電圧異常が生じたとき、溶断部１６１が溶断することで内部電源ラインＬｉ１を遮断可能である。これにより、内部電源回路１５５、２５５の異常による過電圧が他系統側に印加されるのを適切に防ぐことができる。

溶断部１６１、２６１は、基板に実装されるチップ型電流ヒューズ、または、ツェナーダイオードよりも低電圧で断線するチップ抵抗である。これにより、比較的小型の部品により保護回路１６０、２６０を構成することができる。

また、溶断部１６１は、内部電源回路１５５を構成するＩＣ５５の内部において、系統間通信回路１５２と接続される出力端子５５２と接続されるボンディングワイヤ５５３としてもよい。これにより、部品点数を増やすことなく、溶断部１６１を構成することができる。

また、溶断部１６１は、内部電源回路１５５と系統間通信回路１５２とを接続する電流経路Ｐを構成する基板上の配線パターンにおいて、他の箇所よりも局所的に細く形成されたヒューズパターンＰｆとしてもよい。これにより、部品点数を増やすことなく、溶断部１６１を構成することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図９～図１１に示す。以下の実施形態では、主に保護回路が上記実施形態と異なっているので、この点を中心に第１系統を例に説明する。図９に示すように、保護回路６２は、スイッチング素子６２１～６２３、ツェナーダイオード６２４、および、抵抗６２５～６２７を有する。

スイッチング素子６２１、６２２は、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴであって、ソースが内部電源回路１５５側となるように接続されている。スイッチング素子６２１のドレインは系統間通信回路１５２側となるように接続され、ゲートはスイッチング素子６２２と抵抗６２５との間に接続される。スイッチング素子６２２のドレインは抵抗６２５を経由してグランドＧ１に接続され、ゲートはスイッチング素子６２３のドレインと接続されている。

スイッチング素子６２３は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであって、ソースが他系統グランドであるグランドＧ２に接続され、ドレインがスイッチング素子６２２のゲートに接続される。スイッチング素子６２３のドレインとスイッチング素子６２２のゲートとを接続する配線は。抵抗６２６を経由して内部電源ラインＬｉ１と接続される。スイッチング素子６２３のゲートは、ツェナーダイオード６２４のアノード側に接続される。ツェナーダイオード６２４は、カソード側が内部電源ラインＬｉ１に接続され、アノード側が抵抗６２７を経由してグランドＧ２に接続される。

内部電源回路１５５が正常である場合、ツェナーダイオード６２４側には電流が流れないので、抵抗６２６を経由してスイッチング素子６２２、６２１にゲート電圧が印加され、スイッチング素子６２２、６２１がオンされる。これにより、スイッチング素子６２１を経由して内部電源回路１５５の電力が系統間通信回路１５２に供給される。

内部電源回路１５５の異常により内部電源ラインＬｉ１が過電圧となった場合、内部電源電圧Ｖｍｉがツェナーダイオード６２４のツェナー電圧より高くなると、ツェナーダイオード６２４を経由してスイッチング素子６２３にゲート電圧が印加され、スイッチング素子６２３がオンされる。抵抗６２６を経由して内部電源ラインＬｉ１からの電流がスイッチング素子６２３側に流れると、スイッチング素子６２２のゲートに印加される電圧が低下し、スイッチング素子６２２、６２１がオフされる。これにより、内部電源回路１５５の過電圧が、系統間通信回路１５２を経由して他系統に印加されるのを防ぐことができる。

図１０に示すように、３系統以上であって、系統毎にグランドが分離されている場合、スイッチング素子６２３、ツェナーダイオード６２４および抵抗６２７は系統ごとに設けられ、各系統のグランドに接続される。また、図１１に示すように、複数系統でグランドが共通である場合、スイッチング素子６２３のソース、および、ツェナーダイオード６２４のアノード側は、共通グランドに接続される。

保護回路６２は、内部電源ラインＬｉ１に設けられるスイッチング素子６２１、および、内部電源ラインＬｉ１およびグランドに接続されるツェナーダイオード６２４を有する。スイッチング素子６２１は、内部電源電圧Ｖｍｉが正常である場合にオンされ、内部電源電圧Ｖｍｉが過電圧である場合、ツェナーダイオード６２４側へ電流が流れることでオフされる。これにより、内部電源電圧Ｖｍｉの過電圧が生じた場合、内部電源ラインＬｉ１を適切に遮断することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
第３実施形態を図１２～図１４に示す。図１２に示すように、保護回路６３は、過電圧検出回路６３１、過電圧閾値生成回路６３２、および、遮断リレー６３５を有する。過電圧検出回路６３１は、内部電源ラインＬｉ１の電圧である内部電源電圧Ｖｍｉと、過電圧閾値生成回路６３２にて生成される比較電圧Ｖｒｅｆとを比較し、内部電源電圧Ｖｍｉが比較電圧Ｖｒｅｆより大きい場合、遮断リレー６３５をオフにする。本実施形態の遮断リレー６３５は半導体リレーであるが、メカリレーであってもよい。

過電圧閾値生成回路６３２は、他系統グランドであるグランドＧ２を基準にした過電圧閾値を生成する回路であって、例えばツェナーダイオードを用いた回路やバンドギャップ電圧を増幅アンプ等で任意の電圧を生成する回路が用いられ、他系統側の回路耐圧を越えない値が比較電圧Ｖｒｅｆとして生成される。

図１３に示すように、３系統以上であって、系統ごとにグランドが分離されている場合、過電圧閾値生成回路６３２は系統ごとに設けられ、各系統のグランドに接続される。ダイオード６３３は、系統ごとに設けられる。ダイオード６３３を設けることで、各系統の過電圧閾値生成回路６３２にて生成された比較電圧Ｖｒｅｆのうち、最も低い値が過電圧検出回路６３１に出力される。これにより、系統間での回路破壊が防止される。また、図１４に示すように、複数系統でグランドが共通である場合、過電圧閾値生成回路６３２は、共通グランドに接続される。

内部電源電圧Ｖｍｉが比較電圧Ｖｒｅｆを超えた場合、遮断リレー６３５がオフされるので、内部電源ラインＬｉ１が過電圧になった場合であっても、比較電圧Ｖｒｅｆを越える高電圧が系統間通信回路１５２を経由して他系統に印加されるのを防ぐことができる。

保護回路６３は、内部電源電圧Ｖｍｉを監視する過電圧検出回路６３１、および、内部電源ラインＬｉ１に設けられ内部電源電圧Ｖｍｉの過電圧が検出された場合にオフされる遮断リレー６３５を有する。これにより、内部電源電圧Ｖｍｉの過電圧が生じた場合、内部電源ラインＬｉ１を適切に遮断することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第４実施形態）
第４実施形態を図１５～図１８に示す。図１５に示すように、保護回路６４は、過電流リミッタ回路６４１、および、ツェナーダイオード６４２を有する。過電流リミッタ回路６４１は、出力素子のカレントミラー回路や電流検出素子（例えばホールＩＣやシャント抵抗）により出力線の電流を検出し、出力回路を制限する。過電流リミッタ回路６４１は、独立性が保たれていれば、内部電源回路１５５に内蔵されていてもよい。

ツェナーダイオード６４２は、過電流リミッタ回路６４１と他系統グランドであるグランドＧ２との間に設けられる。ツェナーダイオード６４２を設けることで、過電圧による他系統の連鎖破壊が生じるのを防ぐ。

過電流リミッタ回路６４１の出力電流制限値Ｉｌｉｍは、内部電源回路１５５から電力を供給する回路の総消費電流の最大値Ｉｍａｘより大きく、かつ、ツェナーダイオード６４２がオープン破壊せず、他系統に影響する過熱が生じない値に設定される。過電流リミッタ回路６４１の出力制限特性が、図１６に示すようなフの字特性（Fold-back Type Drooping Characteristic）となるように設計することで、比較的小さなサイズのツェナーダイオード６４２にて保護回路６４を構成することができる。

図１７に示すように、３系統以上であって、系統ごとにグランドが分離されている場合、ツェナーダイオード６４２は系統ごとに設けられ、各系統のグランドに接続される。また、図１８に示すように、複数系統でグランドが共通である場合、ツェナーダイオード６４２のアノード側は、共通グランドに接続される。

本実施形態の保護回路６４は、内部電源回路１５５の出力部に設けられる過電流リミッタ回路６４１を有しており、過電圧異常が生じたとき、系統間通信回路１５２への給電を制限可能である。これにより、内部電源電圧Ｖｍｉの過電圧が生じた場合、系統間通信回路１５２への電圧を適切に制限することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

実施形態では、ＥＣＵ１０が「制御装置」、モータ８０が「負荷」、マイコン１５０、２５０が「制御部」、スイッチング素子６２１が「スイッチング素子」、内部電源電圧Ｖｍｉが「内部電源回路からの出力電圧」に対応する。

（他の実施形態）
上記実施形態では、系統数が２または３の例を説明した。他の実施形態では、系統数は４以上であってもよい。上記実施形態では、負荷はモータである。他の実施形態では、負荷は、電動機と発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよいし、モータ以外のものであってもよい。上記実施形態では、制御装置は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、制御装置を電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。

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。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。

１０・・・ＥＣＵ（制御装置）
１５０、２５０・・・マイコン（制御部）
１５２、２５２・・・系統間通信回路
１５５、２５５・・・内部電源回路
１６０、２６０、６２～６４・・・保護回路
１６１、２６１・・・溶断部 １６２、２６２・・・ツェナーダイオード
６２１・・・スイッチング素子 ６２４・・・ツェナーダイオード
６３１・・・過電圧検出回路 ６３５・・・遮断リレー

Claims (8)

1. 負荷（８０）の駆動を制御する複数の制御部（１５０、２５０）と、
   それぞれの前記制御部と対応して設けられる回路構成を系統とすると、他の前記制御部と対応する系統である他系統と接続される系統間通信回路（１５２、２５２）と、
   系統ごとに設けられ、前記制御部および前記系統間通信回路に電力を供給する内部電源回路（１５５、２５５）と、
   前記内部電源回路からの出力電圧が過電圧となる過電圧異常が生じたとき、前記内部電源回路から前記系統間通信回路に至る内部電源ラインを遮断、または、前記系統間通信回路への給電を制限可能な保護回路（１６０、２６０、６２～６４）と、
   を備える制御装置。
2. 系統ごとにグランドが分離されており、
   前記保護回路は、他系統のグランドと接続されている請求項１に記載の制御装置。
3. 前記保護回路は、前記内部電源ラインに設けられる溶断部（１６１、２６１）、および、前記溶断部の前記系統間通信回路側とグランドとを接続する配線に設けられるツェナーダイオード（１６２、２６２）を有する請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記溶断部は、基板に実装されるチップ型電流ヒューズ、または、前記ツェナーダイオードよりも低電圧で断線するチップ抵抗である請求項３に記載の制御装置。
5. 前記溶断部は、前記内部電源回路を構成するＩＣ（５５）の内部において、前記系統間通信回路と接続される出力端子（５５２）と接続されるボンディングワイヤ（５５３）である請求項３に記載の制御装置。
6. 前記溶断部は、前記内部電源回路と前記系統間通信回路とを接続する電流経路を構成する基板上の配線パターンにおいて、他の箇所よりも局所的に細く形成されたヒューズパターンである請求項３に記載の制御装置。
7. 前記保護回路（６２）は、前記内部電源ラインに設けられるスイッチング素子（６２１）、および、前記内部電源ラインおよびグランドに接続されるツェナーダイオード（６２４）を有し、
   前記スイッチング素子は、前記出力電圧が正常である場合にオンされ、前記出力電圧が過電圧の場合、前記ツェナーダイオード側へ電流が流れることでオフされる請求項１または２に記載の制御装置。
8. 前記保護回路（６３）は、前記出力電圧を監視する過電圧検出回路（６３１）、および、前記内部電源ラインに設けられ前記出力電圧の過電圧が検出された場合にオフされる遮断リレー（６３５）を有する請求項１または２に記載の制御装置。

Images