JP7211395B2 - 回転機制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転機制御装置に関する。

従来、多相回転機と直流回転機とを駆動する回路を共用した回転機制御装置が知られている。

例えば特許文献１に開示されたモータ制御装置は、一つの三相インバータ駆動回路によって、三相交流モータと二つの直流モータとを駆動する。具体的に、このモータ制御装置は車両用操舵装置として用いられ、電動パワーステアリング（ＥＰＳ）用三相モータと、チルト用直流モータ及びテレスコピック用直流モータを駆動する。三相モータ及び直流モータの電力変換器を共用することで、電力変換器の小型化を図っている。

特許第５７６８９９９号公報

多相回転機と直流回転機とを駆動する回路を共用した装置において、いずれか一箇所で故障が生じた場合、複数の回転機が共に駆動できなくなってしまうという課題があった。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、多相回転機及び直流回転機を駆動する回路に異常が発生した場合、異常に応じて処置を切り替える回転機制御装置を提供することにある。

本発明の回転機制御装置は、一組以上の多相巻線組（８０１、８０２）を含む一台以上の多相回転機（８００）、及び、少なくとも一組の多相巻線組の一相以上の相電流経路に一端である第１端子（Ｔ１）が接続された一台以上の直流回転機（７１０、７２０、７３０）を駆動可能である。この回転機制御装置は、一つ以上の多相電力変換器（６０１、６０２）と、直流回転機用スイッチ（ＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌ）と、制御部（３０）と、を備える。

多相電力変換器は、電源（Ｂｔ）の正極及び負極とそれぞれ高電位線（Ｌｐ）及び低電位線（Ｌｇ）を介して接続される。多相電力変換器は、ブリッジ接続された複数のインバータスイッチング素子（ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌ）の動作により電源の直流電力を多相交流電力に変換し、多相巻線組の各相巻線（８１１、８１２、８１３、８２１、８２２、８２３）に電圧を印加する。なお、インバータスイッチング素子及び直流回転機用スイッチの参照符号について、例えば「ＩＵ１Ｈ」及び「ＩＵ１Ｌ」をまとめて「ＭＵ１Ｈ／Ｌ」と記す。

直流回転機用スイッチは、直流モータ端子（Ｍ１、Ｍ２）を介して直列接続された高電位側及び低電位側のスイッチにより構成される。直流モータ端子は、直流回転機の第１端子とは反対側の端部である第２端子（Ｔ２）に接続されている。直流回転機用スイッチは、スイッチングにより直流モータ端子の電圧（Ｖｍ１、Ｖｍ２）を可変とする。制御部は、多相電力変換器及び直流回転機用スイッチにより構成される「多相回転機及び直流回転機の駆動回路」において、インバータスイッチング素子及び直流回転機用スイッチの動作を操作する。

制御部は、多相電力変換器もしくは多相回転機の異常、又は、直流回転機用スイッチもしくは直流回転機の異常を検出する異常検出部（４０、５０）を有する。制御部は、異常検出部が検出した異常に応じて、インバータスイッチング素子及び直流回転機用スイッチのスイッチング動作を変更する。本発明の制御部は、異常検出部が検出した異常に応じてスイッチング動作を変更することで処置を切り替える。例えば制御部は、異常が検出されていない側の多相回転機又は直流回転機の駆動を継続することにより、少なくとも一部の機能を確保することができる。

本発明において好ましくは、回転機制御装置の起動後、異常検出部は、制御部において制御演算を行うマイコン（４０）の異常、又は、電源から多相回転機及び直流回転機の駆動回路へ電力を入力する入力回路（Ｐ１ｒ、Ｐ１Ｒ）の異常、のいずれか一方もしくは両方をチェックする。各回転機の駆動に共通する回路を初期にチェックすることで、異常チェックを効率良く行うことができる。

また好ましくは、多相回転機又は直流回転機のうち優先して駆動させる優先駆動側の回転機が予め設定されており、異常検出部は、マイコン及び入力回路の異常をチェックした後、多相回転機及び直流回転機の駆動回路の異常をチェックする。駆動回路に異常がある場合、制御部は、優先駆動側の回転機のみを動作させる。

例えば優先駆動側の回転機が多相回転機であるとする。異常検出部は、マイコン及び入力回路の異常をチェックした後、多相回転機及び直流回転機の駆動回路をチェックし、駆動回路に異常がある場合、制御部は多相回転機のみを動作させる。その後、多相回転機の動作中に多相回転機の異常が検出された場合、制御部は多相回転機を停止する。これにより、多相回転機及び直流回転機の駆動回路のチェックで異常が見分けられなくても優先駆動側の回転機をできるだけ長く駆動させることができる。なお、多相回転機に関する一部又は全部のチェックを行わずに多相回転機を駆動開始し、多相回転機と直流回転機とをそれぞれ個別に動かして異常チェックしてもよい。

各実施形態のＥＣＵ（回転機制御装置）が適用されるコラムタイプＥＰＳシステムの図。 同上のラックタイプＥＰＳシステムの図。 同上のＳＢＷシステムの図。 （ａ）チルト動作、（ｂ）テレスコピック動作を説明する模式図。 コネクタの接続構成例１を示す図。 コネクタの接続構成例２を示す図。 第１実施形態（二系統）の駆動回路の構成図。 三相二重巻線回転機の構成を示す模式図。 図７の駆動回路用ラッチ回路の構成例１の図。 図７の駆動回路用ラッチ回路の構成例２の図。 第２実施形態（一系統）の駆動回路の構成図。 端子電圧検出回路の（ａ）構成例１、（ｂ）構成例２の図。 直流モータ二台同相接続構成でのプルアップ抵抗の配置例を示す図。 直流モータ二台異相接続構成でのプルアップ抵抗の配置例を示す図。 直流モータ一台構成でのプルアップ抵抗の配置例を示す図。 ＡＳＩＣ及びマイコンによる異常検出構成を示す図。 全体シーケンスを示すフローチャート（１）。 全体シーケンスを示すフローチャート（２）。 異常チェックの詳細シーケンスを示すフローチャート。 各チェック項目に対する正常条件及び異常時処置を示す表。 ＤＣＭ駆動回路の異常検出の説明に用いられる回路図。 起動時のＤＣＭ駆動回路ショート系異常検出のフローチャート。 起動時のＤＣＭ駆動回路オープン系異常検出のフローチャート。 通常動作中のＤＣＭ駆動回路ショート系異常検出のフローチャート。 通常動作中のＤＣＭ駆動回路異常検出のフローチャート。 通常動作中のＤＣＭ駆動回路異常検出のフローチャート。 本実施形態による制御例１のフローチャート。 本実施形態による制御例２のフローチャート。 本実施形態による制御例３のフローチャート。 本実施形態による制御例４のフローチャート。 異常に応じた処置の切り替えを説明する表。 直流モータの通電停止時における電流制御を示すタイムチャート。

以下、回転機制御装置の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。各実施形態の回転機制御装置は、車両の電動パワーステアリングシステム（以下「ＥＰＳシステム」）又はステアバイワイヤシステム（以下「ＳＢＷシステム」）に適用され、ＥＰＳ－ＥＣＵ又はＳＢＷ-ＥＣＵとして機能する。以下の実施形態では、ＥＰＳ－ＥＣＵ又はＳＢＷ－ＥＣＵをまとめて「ＥＣＵ」と表す。

［システム構成］
最初に図１～図４を参照し、「回転機制御装置」としてのＥＣＵが適用されるシステム構成について説明する。図１、図２には、操舵機構と転舵機構とが機械的に接続されたＥＰＳシステム９０１を示す。そのうち、図１にはコラムタイプ、図２にはラックタイプのＥＰＳシステム９０１を示す。図３には、操舵機構と転舵機構とが機械的に分離したＳＢＷシステム９０２を示す。図１～図３においてタイヤ９９は片側のみを図示し、反対側のタイヤの図示を省略する。

図１、図２に示すように、ＥＰＳシステム９０１は、ステアリングホイール９１、ステアリングシャフト９２、インターミディエイトシャフト９５、ラック９７等を含む。ステアリングシャフト９２はステアリングコラム９３に内包されており、一端にステアリングホイール９１が接続され、他端にインターミディエイトシャフト９５が接続されている。

インターミディエイトシャフト９５のステアリングホイール９１と反対側の端部には、ラックアンドピニオン機構により回転を往復運動に変換して伝達するステアリングラック９７が設けられている。ステアリングラック９７が往復すると、タイロッド９８及びナックルアーム９８５を介してタイヤ９９が転舵される。また、インターミディエイトシャフト９５の途中にはユニバーサルジョイント９６１、９６２が設けられている。これにより、ステアリングコラム９３のチルト動作、テレスコピック動作による変位が吸収される。

図１に示すコラムタイプのＥＰＳシステム９０１では、操舵アシストモータとして機能する三相モータ８００がステアリングコラム９３内に設けられ、三相モータ８００の出力トルクがステアリングシャフト９２に伝達される。トルクセンサ９４は、ステアリングシャフト９２の途中に設けられ、トーションバーの捩れ変位に基づき、ドライバの操舵トルクＴｓを検出する。

図２に示すラックタイプのＥＰＳシステム９０１では、操舵アシストモータとして機能する三相モータ８００がステアリングラック９７に取り付けられる。三相モータ８００の出力トルクによりステアリングラック９７の往復運動がアシストされる。トルクセンサ９４は、ステアリングラック９７に伝達されるドライバの操舵トルクＴｓを検出する。

ＥＰＳシステム９０１では、ＥＣＵ１０は、トルクセンサ９４が検出した操舵トルクＴｓや車速センサ１４が検出した車速Ｖに基づいて三相モータ８００の駆動を制御し、所望の操舵アシストトルクを出力させる。このようにＥＰＳシステム９０１では、操舵アシストトルク出力用の回転機が「多相回転機」として用いられる。なお、ＥＣＵ１０への各信号はＣＡＮやシリアル通信等を用いて通信されるか、アナログ電圧信号で送られる。

ＥＰＳシステム９０１には、「直流回転機」としての一つ以上の直流モータが設けられる。後述する詳細構成の説明では、主に、チルトアクチュエータ７１０及びテレスコピックアクチュエータ７２０の二台の直流モータが設けられた例と、一台の直流モータとしてステアリングロックアクチュエータ７３０が設けられた例とを分けて示す。ただし、システム構成としては、便宜上、三台の直流モータ７１０、７２０、７３０が設けられたものとして一度に説明する。例えば三台の直流モータ７１０、７２０、７３０のうちいずれか一台から三台の直流モータが、図７、図１１等に示す三相モータ８００との複合駆動回路により駆動されてもよい。そして、複合駆動回路により駆動されない残りの直流モータは、三相モータ８００とは独立した単独の駆動回路により駆動されてもよい。

チルトアクチュエータ７１０及びテレスコピックアクチュエータ７２０は、ステアリングコラム９３に設けられている。チルトアクチュエータ７１０とテレスコピックアクチュエータ７２０とを合わせて、ステアリング位置を可変させるステアリング位置系アクチュエータという。

ドライバがチルトスイッチ１２を操作することにより、「上がる／下がる」の指示がＥＣＵ１０に入力されると、ＥＣＵ１０はチルトアクチュエータ７１０にチルト動作を指示する。すると、図４（ａ）に示すように、チルトアクチュエータ７１０はチルト角度を調整し、ステアリングホイール９１を上下に移動させる。そして、車両スイッチ１１がオンされて車両が起動するとき、あらかじめ記憶してある運転位置まで動き、車両スイッチ１１がオフされて車両が停止するとき、ドライバの空間が広くなる側に移動する。

また、ドライバがテレスコピックスイッチ１３を操作することにより、「伸びる／縮む」の指示がＥＣＵ１０に入力されると、ＥＣＵ１０はテレスコピックアクチュエータ７２０にテレスコピック動作を指示する。すると、図４（ｂ）に示すように、テレスコピックアクチュエータ７２０はテレスコピック長を調整し、ステアリングホイール９１を前後に移動させる。そして、車両スイッチ１１がオンされて車両が起動するとき、あらかじめ記憶してある運転位置まで動き、車両スイッチ１１がオフされて車両が停止するとき、ドライバの空間が広くなる側に移動する。

ステアリングロックアクチュエータ７３０は、ロック装置２０を駆動してステアリングシャフト９２の回転を機械的に規制することで、駐車時等にステアリングホイール９１が回転しないようにロックする。ＥＣＵ１０は、車両スイッチ１１のＯＮ／ＯＦＦ信号に基づき、ステアリングロックアクチュエータ７３０に、ステアリングロックの解除又は再ロックを指示する。なお、車両スイッチ１１は、エンジン車、ハイブリッド車、電気自動車のイグニッションスイッチやプッシュスイッチに相当する。

続いて図３に示すように、操舵機構と転舵機構とが機械的に分離されたＳＢＷシステム９０２では、ＥＰＳシステム９０１に対し、インターミディエイトシャフト９５が存在しない。ドライバの操舵トルクＴｓは、ＥＣＵ１０を経由して電気的に転舵モータ８９０に伝達される。転舵モータ８９０の回転は、ステアリングラック９７の往復運動に変換され、タイロッド９８及びナックルアーム９８５を介してタイヤ９９が転舵される。なお、図３には図示を省略するが、ドライバのステアリングホイール入力に対して転舵モータ８９０を駆動する転舵モータＥＣＵが存在する。

また、ＳＢＷシステム９０２では、ドライバは操舵に対する反力を直接感知することができない。そこで、ＥＣＵ１０は、三相モータ８００の駆動を制御し、操舵に対する反力を付与するようにステアリングホイール９１を回転させ、ドライバに適切な操舵フィーリングを与える。このようにＳＢＷシステム９０２では、反力トルク出力用又は転舵トルク出力用の回転機が「多相回転機」として用いられる。以下の「三相モータ」の符号について「８００、８９０」のうち「８９０」を省略し、「８００」のみを記載する。

図３のＳＢＷシステム９０２において、「直流回転機」としての三台の直流モータ７１０、７２０、７３０は、図１のコラムタイプＥＰＳシステム９０１と同様に用いられる。以下、ＥＣＵ１０による三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０、７３０の異常検出の説明において、ＥＰＳシステム９０１とＳＢＷシステム９０２との違いは無い。

次に図５、図６を参照し、機器の接続構成について説明する。本実施形態の三相モータ８００は、軸方向の一方側にＥＣＵ１０が一体に構成された「機電一体式」のブラシレスモータとして構成されている。一方、直流モータ７１０、７２０、７３０は、それぞれコネクタを介してＥＣＵ１０と接続されている。つまり、三相モータ８００とＥＣＵ１０との接続は不動の前提であるのに対し、各直流モータ７１０、７２０、７３０とＥＣＵ１０とは、ニーズに応じたオプションとして接続可能に構成されている。例えばＥＣＵ１０側の回路基板を共通とし、コネクタの仕様や関連する電子部品はオプションとして後付けされてもよい。

図５に、チルトアクチュエータ７１０及びテレスコピックアクチュエータ７２０の二台の直流モータが設けられたシステムでのコネクタ接続構成の一例を示す。この接続構成では、パワー系コネクタ５９１、信号系コネクタ５９２及びトルクセンサ用コネクタ５９３が分かれて設けられている。パワー系コネクタ５９１には、直流電源からの電源線（ＰＩＧ）及びグランド線が接続される。信号系コネクタ５９２には、制御用電源線（ＩＧ）、ＣＡＮ通信線の他、各直流モータ７１０、７２０の配線が接続される。トルクセンサ用コネクタ５９３には、トルクセンサ９４の電源線、信号線、グランド線がまとめて接続される。

チルトアクチュエータ７１０及びテレスコピックアクチュエータ７２０には、モータ線（Ｍ＋、Ｍ－）、位置センサ電源線、位置センサ信号線、グランド線が接続される。所定の位置に達したことをトルクもしくは電流と時間で判定することや、チルトスイッチ１２、テレスコピックスイッチ１３のオンオフに応じて一定の電流を流すか電圧を印加することで、位置センサを使わず、位置センサ電源線及び位置センサ信号線の無い構成とすることもできる。チルトスイッチ１２、テレスコピックスイッチ１３からＣＡＮ通信やシリアル通信により信号を受信してもよく、アナログ電圧信号を受け取ってもよい。そしてこれらの信号は、信号系コネクタ５９２に含めて接続可能である。

なお、各直流モータ７１０、７２０のモータ線（Ｍ＋、Ｍ－）はパワー系であるが、三相モータ８００に比べてモータ電流が小さいため、信号系コネクタ５９２に含めて接続可能である。直流モータ７１０、７２０の電流が大きい場合は別のコネクタとするか、直流電源からの電源線（ＰＩＧ）及びグランド線のパワー系コネクタ５９１と共通のコネクタとしてもよい。また、直流モータ７１０、７２０毎にコネクタを分けてもよい。

図６に、一台の直流モータとしてステアリングロックアクチュエータ７３０が設けられたシステムでのコネクタ接続構成の一例を示す。図５の構成に対し信号系コネクタ５９２において、チルトアクチュエータ７１０及びテレスコピックアクチュエータ７２０の各線に代えて、認証信号、停止指令の信号線、及び、ステアリングロックアクチュエータ７３０のモータ線（Ｍ＋、Ｍ－）が接続されている。その他の注記は、図５に関する注記と同様である。

［モータ駆動回路の構成］
次に、図７～図１１を参照し、三相モータ８００及び一台以上の直流モータの駆動回路の構成について説明する。この部分の説明では、三相モータ８００及び二台の直流モータ７１０、７２０を駆動する回路構成を示す。また、ＥＣＵ１０のＡＳＩＣ及びマイコンの起動後、起動信号がオフしても自己保持するためのラッチ回路の構成例を示す。

三相モータ８００の構成に関し、三相巻線組と当該巻線組に対応するインバータ等の構成とを含む単位を「系統」という。図７に、第１実施形態として二系統構成の駆動回路を示し、図１１に、第２実施形態として一系統構成の駆動回路を示す。第１、第２実施形態を包括して「本実施形態」という。二系統構成の符号や記号の末尾等において、第１系統の構成には「１」を付し、第２系統の構成には「２」を付す。一系統構成では、二系統構成における第１系統の符号や記号を流用する。ＥＣＵの符号は共通に「１０」を用いる。各図に示される要素のうち、三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０以外の部分がＥＣＵ１０である。

（第１実施形態）
図７、図８に、二系統三相モータ８００を駆動対象とする第１実施形態のＥＣＵ１０の全体構成を示す。ＥＣＵ１０は、「多相電力変換器」としての二つのインバータ６０１、６０２、「直流回転機用スイッチ」としての四つの直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ、ＭＵ１Ｌ、ＭＵ２Ｈ、ＭＵ２Ｌ、及び、制御部３０を備える。二つのインバータ６０１、６０２は、三相モータ８００の駆動回路として機能する。

また、インバータ６０１、６０２において、直列接続された一組の高電位側及び低電位側のスイッチング素子をレッグとする。本実施形態では、いずれかのインバータの一相のレッグと、高電位側及び低電位側の直流モータ用スイッチとにより直流モータ７１０、７２０の駆動回路が構成される。言い換えれば、いずれかのインバータの一相のレッグは、直流モータ７１０、７２０の駆動回路として共用される。その具体的な構成については後述する。

まず、駆動対象である各モータ８００、７１０、７２０について説明する。三相モータ８００は二組の三相巻線組８０１、８０２を有する。第１系統の三相巻線組（以下「第１三相巻線組」）８０１は、Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相の巻線８１１、８１２、８１３が中性点Ｎ１で接続されて構成されている。第１三相巻線組８０１のＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相の巻線８１１、８１２、８１３には、第１系統のインバータ（以下「第１インバータ」）６０１から電圧が印加される。

第２系統の三相巻線組（以下「第２三相巻線組」）８０２は、Ｕ２相、Ｖ２相、Ｗ２相の巻線８２１、８２２、８２３が中性点Ｎ２で接続されて構成されている。第２三相巻線組８０２のＵ２相、Ｖ２相、Ｗ２相の巻線８２１、８２２、８２３には、第２系統のインバータ（以下「第２インバータ」）６０２から電圧が印加される。

図８に示すように、三相モータ８００は、二組の三相巻線組８０１、８０２が同軸に設けられた二重巻線回転機をなしている。二組の三相巻線組８０１、８０２は電気的特性が同等であり、例えば共通のステータに互いに電気角３０［ｄｅｇ］ずらして配置されている。その場合、第１系統及び第２系統の各相に発生する逆起電圧は、電圧振幅Ａ、回転数ω、位相θに基づき、例えば式（１．１）～（１．３）、（１．４ａ）～（１．６ａ）により表される。

Ｅｕ１＝－Ａωｓｉｎθ ・・・（１．１）
Ｅｖ１＝－Ａωｓｉｎ（θ－１２０） ・・・（１．２）
Ｅｗ１＝－Ａωｓｉｎ（θ＋１２０） ・・・（１．３）
Ｅｕ２＝－Ａωｓｉｎ（θ＋３０） ・・・（１．４ａ）
Ｅｖ２＝－Ａωｓｉｎ（θ－９０） ・・・（１．５ａ）
Ｅｗ２＝－Ａωｓｉｎ（θ＋１５０） ・・・（１．６ａ）

なお、二系統の位相関係を逆にした場合、例えばＵ２相の位相（θ＋３０）は（θ－３０）となる。さらに、３０［ｄｅｇ］と等価な位相差は、一般化して（３０±６０×ｋ）［ｄｅｇ］（ｋは整数）と表される。或いは第２系統が第１系統と同位相に配置されてもよい。その場合、第２系統の各相に発生する逆起電圧は、式（１．４ａ）～（１．６ａ）に代えて式（１．４ｂ）～（１．６ｂ）で表される。

Ｅｕ２＝－Ａωｓｉｎ（θ－３０） ・・・（１．４ｂ）
Ｅｖ２＝－Ａωｓｉｎ（θ＋９０） ・・・（１．５ｂ）
Ｅｗ２＝－Ａωｓｉｎ（θ－１５０） ・・・（１．６ｂ）

直流モータ７１０は、いずれかの系統の一相の巻線（図７の例ではＵ１相巻線８１１）と、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ、ＭＵ１Ｌの間のモータ端子Ｍ１との間に接続された巻線７１４により構成される。直流モータ７１０への通電時、回転数ω１に比例した逆起電圧Ｅ１が発生する。比例定数をＥＡ１とすると、逆起電圧Ｅ１は、式「Ｅ１＝－ＥＡ１ω１」で表される。また、直流モータ７１０に通電される直流電流をＩ１と記す。

直流モータ７２０は、いずれかの系統の一相の巻線（図７の例ではＵ１相巻線８１１）と、直流モータ用スイッチＭＵ２Ｈ、ＭＵ２Ｌの間のモータ端子Ｍ２との間に接続された巻線７２４により構成される。直流モータ７２０への通電時、回転数ω２に比例した逆起電圧Ｅ２が発生する。比例定数をＥＡ２とすると、逆起電圧Ｅ２は、式「Ｅ２＝－ＥＡ２ω２」で表される。また、直流モータ７２０に通電される直流電流をＩ２と記す。

次にＥＣＵ１０の駆動回路について説明する。各端子電圧は、後述する異常チェックにおいて検出される。第１インバータ６０１は、高電位線Ｌｐを介して電源Ｂｔの正極と接続され、低電位線Ｌｇを介して電源Ｂｔの負極と接続されている。電源Ｂｔは、例えば基準電圧１２［Ｖ］のバッテリである。また、電源Ｂｔから第１インバータ６０１に入力される直流電圧を「入力電圧Ｖｒ１」と記す。第１インバータ６０１の電源Ｂｔ側には高電位線Ｌｐと低電位線Ｌｇとの間にコンデンサＣ１が設けられている。

第１インバータ６０１は、ブリッジ接続された高電位側及び低電位側の複数のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ、ＩＵ１Ｌ、ＩＶ１Ｈ、ＩＶ１Ｌ、ＩＷ１Ｈ、ＩＷ１Ｌの動作により電源Ｂｔの直流電力を三相交流電力に変換する。そしてインバータ６０１は、第１三相巻線組８０１の各相巻線８１１、８１２、８１３に電圧を印加する。

詳しくは、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ、ＩＶ１Ｈ、ＩＷ１Ｈは、それぞれＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相の高電位側に設けられる上アーム素子であり、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｌ、ＩＶ１Ｌ、ＩＷ１Ｌは、それぞれＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相の低電位側に設けられる下アーム素子である。以下、同相の上アーム素子と下アーム素子とをまとめて、符号を「ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌ」と記す。インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌをはじめ、本実施形態で使用される各スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴである。なお、各スイッチは、ＭＯＳＦＥＴ以外の電界効果トランジスタやＩＧＢＴ等であってもよい。

第１インバータ６０１の各相の下アーム素子ＩＵ１Ｌ、ＩＶ１Ｌ、ＩＷ１Ｌと低電位線Ｌｇ１との間には、各相を流れる相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出する電流センサＳＡＵ１、ＳＡＶ１、ＳＡＷ１が設置されている。電流センサＳＡＵ１、ＳＡＶ１、ＳＡＷ１は、例えばシャント抵抗で構成される。第１インバータ６０１に流れる相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１に対し、第１三相巻線組８０１に通電される相電流をＩｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃と記す。両者の相電流の関係については後述する。また、各相巻線の操作後電圧を「巻線電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃」と記す。

電源ＢｔとコンデンサＣ１との間の電流経路において、電源Ｂｔ側に電源リレーＰ１ｒ、コンデンサＣ１側に逆接保護リレーＰ１Ｒが直列接続されている。電源リレーＰ１ｒ及び逆接保護リレーＰ１Ｒは、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子もしくは機械式リレー等により構成され、オフ時に電源Ｂｔからインバータ６０１への通電を遮断可能である。電源リレーＰ１ｒは、電源Ｂｔの電極が正規の向きに接続されたときに流れる方向の電流を遮断する。逆接保護リレーＰ１Ｒは、電源Ｂｔの電極が正規の向きとは逆向きに接続されたときに流れる方向の電流を遮断する。

リレーＰ１ｒ及び逆接保護リレーＰ１Ｒは、電源Ｂｔから「三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０の駆動回路」へ電力を入力する「入力回路」を構成する。また、電源リレーＰ１ｒと逆接保護リレーＰ１Ｒとの間の電流経路の電圧を「リレー間電圧Ｖｉｎｔ１」と記す。

第２系統について、インバータ（以下「第２インバータ」）６０２のスイッチング素子及び電流センサ、電源リレー及び逆接保護リレーの符号、並びに、電流、電圧の記号は、第１系統の符号、記号の「１」を「２」に置き換えて表される。また、第２系統の要素について、第１系統の要素についての説明が援用される。なお、図７に示す駆動回路は二つのインバータ６０１、６０２が共通の電源Ｂｔに接続されているが、他の実施形態では各インバータ６０１、６０２が個別の電源に接続されてもよい。

図７の構成例では、二台の直流モータ７１０、７２０は、第１三相巻線組８０１のＵ１相巻線８１１に接続されている。直流モータ７１０に対応する「直流回転機用スイッチ」としての直流モータ用スイッチは、直流モータ端子Ｍ１を介して直列接続された高電位側のスイッチＭＵ１Ｈ、及び、低電位側のスイッチＭＵ１Ｌにより構成される。直流モータ７２０に対応する直流モータ用スイッチは、直流モータ端子Ｍ２を介して直列接続された高電位側のスイッチＭＵ２Ｈ、及び、低電位側のスイッチＭＵ２Ｌにより構成される。

インバータスイッチング素子と同様に、高電位側及び低電位側のスイッチをまとめて、直流モータ用スイッチの符号を「ＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌ」と記す。直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌは、第１インバータ６０１と共通の電源Ｂｔに対し第１インバータ６０１と並列に、高電位線Ｌｐと低電位線Ｌｇとの間に設けられている。

第１三相巻線組８０１のＵ１相電流経路の分岐点Ｊｕには、直流モータ７１０、７２０の一端である第１端子Ｔ１が接続されている。直流モータ７１０、７２０の第１端子Ｔ１とは反対側の端部である第２端子Ｔ２は、それぞれ、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌの直流モータ端子Ｍ１、Ｍ２に接続されている。直流モータ端子Ｍ１、Ｍ２の電圧を「直流モータ端子電圧Ｖｍ１、Ｖｍ２」と記す。直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌは直流モータ７１０を介し、直流モータ用スイッチＭＵ２Ｈ／Ｌは直流モータ７２０を介してＵ１相巻線８１１に接続されている。直流モータ用スイッチの符号「ＭＵ１Ｈ／Ｌ」、「ＭＵ２Ｈ／Ｌ」の「Ｕ」はＵ１相を意味し、「１」は１台目の直流モータ７１０、「２」は２台目の直流モータ７２０を意味する。

直流モータ７１０、７２０において、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２に向かう電流Ｉ１、Ｉ２の方向を正方向とし、第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１に向かう電流Ｉ１、Ｉ２の方向を負方向とする。直流モータ７１０の第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間には電圧Ｖｘ１が印加され、直流モータ７２０の第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間には電圧Ｖｘ２が印加される。図のスペースの都合上、Ｖｘ１、Ｖｘ２の記号を並べて記す。直流モータ７１０、７２０は、正方向に通電されたとき正転し、負方向に通電されたとき逆転する。

図７の例では、Ｕ１相電流経路の分岐点Ｊｕにおいて相電流Ｉｕ１の一部が直流モータ電流Ｉ１、Ｉ２として分かれる。そこで、分岐点Ｊｕのインバータ６０１側に流れるインバータ相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１と、分岐点Ｊｕの三相モータ８００側に通電されるモータ相電流Ｉｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃との関係は、式（２．１）～（２．４）により表される。なお、電流Ｉ１、Ｉ２は後述するグランド抵抗Ｒｇを使って合算値を検出してもよく、直流モータ用スイッチのオンタイミングをずらしてそれぞれの電流を検出してもよい。

Ｉｕ１＃＝－Ｉｖ１－Ｉｗ１ ・・・（２．１）
Ｉｖ１＃＝Ｉｖ１ ・・・（２．２）
Ｉｗ１＃＝Ｉｗ１ ・・・（２．３）
Ｉ１＋Ｉ２＝Ｉｕ１－Ｉｕ１＃ ・・・（２．４）

直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌは、デューティ制御等によるスイッチングにより、それぞれ直流モータ端子Ｍ１の電圧Ｖｍ１及び直流モータ端子Ｍ２の電圧Ｖｍ２を可変とする。ここで、直流モータ７１０、７２０に通電される電流Ｉ１、Ｉ２は三相モータ８００に流れる相電流よりも絶対値が小さいため、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌは、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌ、ＩＵ２Ｈ／Ｌ、ＩＶ２Ｈ／Ｌ、ＩＷ２Ｈ／Ｌよりも電流容量が小さいスイッチが使用されてもよい。

さらに図７の駆動回路では、異常チェック用の端子電圧検出のために複数のプルアップ抵抗Ｒｐ１～Ｒｐ４が設けられている。プルアップ抵抗Ｒｐ１は第１系統のＵ１相巻線８１１と高電位線Ｌｐとの間に接続されている。プルアップ抵抗Ｒｐ２は第２系統のＵ２相巻線８２１と高電位線Ｌｐとの間に接続されている。プルアップ抵抗Ｒｐ３、Ｒｐ４は、それぞれ、直流モータ端子Ｍ１、Ｍ２と高電位線Ｌｐとの間に接続されている。まとめると、プルアップ抵抗Ｒｐは、三相モータ８００のいずれか一相以上の巻線と高電位線Ｌｐとの間、又は、いずれか一つ以上の直流モータ端子と高電位線Ｌｐとの間に接続されている。加えて、低電位線Ｌｇには直流電流Ｉｄｃ１の検出に用いられるグランド抵抗Ｒｇが設けられている。

制御部３０は、制御演算を行うマイコン４０、特定用途向けの集積回路であるＡＳＩＣ５０等で構成されている（図１６参照）。制御部３０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。

制御部３０は、二系統のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌ、ＩＵ２Ｈ／Ｌ、ＩＶ２Ｈ／Ｌ、ＩＷ２Ｈ／Ｌ及び二組の直流モータスイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌの動作を操作し、中性点電圧Ｖｎ１、Ｖｎ２、モータ端子電圧Ｖｍ１、Ｖｍ２を制御することで、三相モータ８００及び二台の直流モータ７１０、７２０を総合的に駆動する。ここで、三相モータ８００の駆動制御は、ベクトル制御や電流指令値に対するフィードバック制御等により実施され、直流モータ７１０、７２０の駆動制御は、電流指令値に対するフィードバック制御等により実施される。本明細書では駆動制御に関する詳しい説明を省略する。

また、信号線矢印を省略するが、制御部３０は、起動時に電源リレーＰ１ｒ、Ｐ２ｒ及び逆接保護リレーＰ１Ｒ、Ｐ２Ｒを操作する。さらに、図２１に示すように三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１や直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＵ１Ｒが設けられる構成において、それらのリレーを操作する。加えて制御部３０は、後述するように、起動時及び通常動作中に駆動回路、モータ、配線等の異常をチェックする。

次に図９、図１０を参照し、図７の駆動回路用ラッチ回路の構成例を示す。図１７、図１８を参照して後述するシーケンスにおいて、ラッチ回路は、ＥＣＵ１０のＡＳＩＣ及びマイコンの起動後、起動信号がオフしても自己保持するための回路である。起動信号としては、エンジン車におけるＩＧ（イグニッション）電圧信号を例示する。ラッチ回路で生成された「ラッチ後電圧」は、図１６に示すように、異常検出部の一部であるＡＳＩＣ５０内の各回路に入力され、その結果、マイコン４０が起動する。

図９に示す構成例１のラッチ回路４１０では、まずＩＧ電圧がダイオードを通って印加されることでラッチ後電圧が生成される。次に、二系統の電源リレーＰ１ｒ、Ｐ２ｒのうち少なくとも一方がオンされると、リレー間電圧Ｖｉｎｔ１又はＶｉｎｔ２がダイオードを通って印加されることにより引き続きラッチ後電圧が生成される。その後、ＩＧ電圧の入力が停止しても、電源リレーＰ１ｒ、Ｐ２ｒがオフされない限りラッチ後電圧は保持される。

図１０に示す構成例２のラッチ回路４２０は、半導体で構成されるドライバ４２１、及び二つのスイッチＬｔａ、Ｌｔｂを含む。二つのスイッチＬｔａ、ＬｔｂがＭＯＳＦＥＴの場合、ドレイン端子が電源Ｂｔの正極に接続され、ソース端子がラッチ後電圧の出力端子に接続される。一方のスイッチＬｔａのゲートにはドライバ４２１を介して起動信号又はＩＧ電圧の入力端子が接続される。他方のスイッチＬｔｂのゲートにはラッチ信号の入力端子が接続される。

まず起動信号又はＩＧ電圧がドライバ４２１に入力され、ドライバ４２１からスイッチＬｔａのゲートにオン信号が出力されると、スイッチＬｔａがオンし、電源Ｂｔの電圧によりラッチ後電圧が生成される。次に、スイッチＬｔｂのゲートにラッチ信号が入力されると、スイッチＬｔｂがオンし、引き続きラッチ後電圧が生成される。その後、起動信号又はＩＧ電圧の入力が停止しても、ラッチ信号がオフされない限りラッチ後電圧は保持される。なお、ラッチ回路４２０は、図１６のＡＳＩＣ５０内に設けられてもよい。

（第２実施形態）
図１１に、一系統三相モータ８００を駆動対象とする第２実施形態のＥＣＵ１０の全体構成を示す。図７に示す二系統の構成に対し、駆動対象の三相モータ８００は第２巻線組８０２を有していない。それに対応してＥＣＵ１０は、第２系統のインバータ６０２、並びに、第２系統の入力回路を構成する電源リレーＰ２ｒ及び逆接保護リレーＰ２Ｒを有しておらず、第１系統の要素のみで構成されている。図１１では、図７における第１系統の符号、記号を援用する。

二台の直流モータ７１０、７２０は、実線で示すように、同じＵ１相の分岐点Ｊｕに接続されてもよい。或いは、破線で示すように、第２直流モータ７２０が第１直流モータ７１０とは異なるＶ１相の分岐点Ｊｖに接続されてもよい。こうして、インバータ６０１の一相又は二相のレッグと、四つの直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌとにより直流モータ７１０、７２０の駆動回路が構成される。特に直流モータ７１０、７２０の駆動や異常検出に関する説明は第１、第２実施形態で共通であるため、以下、構成が簡単な一系統の駆動回路を用いて説明する。

［端子電圧検出回路の構成例、プルアップ抵抗の配置例］
次に図１２を参照し、端子電圧検出回路の構成例について説明する。図１２には、例として第１直流モータ端子電圧Ｖｍ１の検出回路を示すが、他の端子電圧についても同様に検出できる。図１２（ａ）に示す構成例１では、端子電圧Ｖｍ１は上側抵抗Ｒｕ及び下側抵抗Ｒｄで分圧され、分圧点のモニタ電圧ＶＤＣＭ１がＡＤ変換されてマイコン４０（図１６参照）により検出される。

図１２（ｂ）に示す構成例２では、分圧点のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は、二つのコンパレータＣｐＨ、ＣｐＬに入力される。また、電圧Ｖｃが三つの抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３により分圧されて生成された基準電圧Ｖｒｅｆ＿Ｈ、Ｖｒｅｆ＿ＬがそれぞれコンパレータＣｐＨ、ＣｐＬに入力される。コンパレータＣｐＨ、ＣｐＬは、モニタ電圧ＶＤＣＭ１と基準電圧Ｖｒｅｆ＿Ｈ、Ｖｒｅｆ＿Ｌとを比較する。その結果を示すフラグがＡＳＩＣ５０の端子電圧監視回路５６からマイコン４０（図１６参照）に送信される。

次に図１３～図１５を参照し、プルアップ抵抗の配置例について説明する。図１３には、二台の直流モータ７１０、７２０が三相モータ８００の同相（例えばＵ１相）の巻線に接続された構成を示す。図１４には、二台の直流モータ７１０、７２０が三相モータ８００の異相（例えばＵ１相及びＶ１相）の巻線に接続された構成を示す。図１５には、一台の直流モータ７１０が三相モータ８００の一相（例えばＵ１相）の巻線に接続された構成を示す。

図１３～図１５の各（ａ）には、三相モータ８００の一相（例えばＵ１相）の巻線と高電位線Ｌｐとの間にプルアップ抵抗Ｒｐ１が接続された配置例を示す。この場合、異常検出部は、第１直流モータ７１０に対しプルアップ抵抗Ｒｐ１と反対側である第１直流モータ端子Ｍ１の電圧Ｖｍ１を検出する。その他、図１３、図１４の構成では、第２直流モータ端子電圧Ｖｍ２が検出される。

図１３～図１５の各（ｂ）には、直流モータ端子Ｍ１と高電位線Ｌｐとの間にプルアップ抵抗Ｒｐ３が接続された配置例を示す。この場合、異常検出部は、第１直流モータ７１０に対しプルアップ抵抗Ｒｐ１と反対側である三相モータ８００の一相（例えばＵ１相）の巻線の端子電圧Ｖｕ１＃を検出する。その他、図１３、図１４の構成では、第２直流モータ端子電圧Ｖｍ２が検出される。

［異常検出構成］
次に図１６を参照し、異常検出部の構成を説明する。本実施形態ではマイコン４０及びＡＳＩＣ５０が「異常検出部」として機能する。図中及び以下の明細書中、「ＢＬＭ（ブラシレスモータ）」は三相モータ８００を意味し、「ＤＣＭ（ＤＣモータ）」は、直流モータ７１０、７２０を意味する。また、「ＢＬＭリレー」及び「ＤＣＭリレー」は、図２１に示す三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１及び直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＵ１Ｒを意味する。ＢＬＭリレー及びＤＣＭリレーは、ニーズに応じたオプションとして設けられるものであるため、括弧を付けて記載する。

ＡＳＩＣ５０内の各回路について順に説明する。ＡＳＩＣ５０は、マイコン４０と電気的につながる部分として、マイコン電源４５、マイコン監視回路５１、通信回路５３、及びプリドライバ５４を有する。マイコン監視回路５１は、ウォッチドッグ（図中「ＷＤ」）、宿題回答などによりマイコン４０の異常をチェックする。通信回路５３は、マイコン４０から遮断要求、ラッチ要求等を受信する。マイコン４０は、通信回路５３からマイコン監視結果、プリチャージチェック結果、プリドライバチェック結果、過電流監視結果、端子電圧、宿題回答の宿題等を受信する。なお、端子電圧がＡＤ変換されて検出される場合、マイコン４０は端子電圧を受信しなくてもよい。

プリドライバ５４は、電源リレー、逆接保護リレー、ＢＬＭ駆動回路、ＤＣＭ駆動回路、（ＢＬＭリレー）、（ＤＣＭリレー）にそれぞれ設けられる。各プリドライバ５４とマイコン４０との間ではイネーブル信号（図中「ＥＮＢ」）や各プリドライバへのポート出力が通信される。また、プリドライバ５４は、各スイッチング素子（図中「ＳＷ素子」）へ駆動信号を出力する。プリドライバチェック５４２は、プリドライバ５４の異常をチェックする。

プリチャージ回路５２は、起動時にコンデンサＣ１へのプリチャージを行い、リレー後の入力電圧Ｖｒ１を上昇させる。プリチャージチェック５４２は、プリチャージ回路５２の異常をチェックする。

過電流監視回路５５は過電流を監視する。端子電圧監視回路５６は、図１２（ｂ）に示される回路で各端子電圧を監視する。図９、図１０のラッチ回路４１０、４２０で生成されたラッチ後電圧は、ＡＳＩＣ５０の各回路に入力される。また、ＡＳＩＣ５０は、図９に示す構成例２のラッチ回路４２０にラッチ信号を出力する。

［シーケンス］
次に図１７～図２０を参照し、全体シーケンス、及び、異常チェックに関する詳細なシーケンスの一例について説明する。図１７、図１８に示す全体シーケンスは、三つ又は四つの期間に分けられる。図の左側に示すように、三区分式では、「起動期間」、「通常動作期間」、「停止期間」に分かれる。図の右側に示すように、四区分式では、三区分式の「起動期間」のうちＳ０６までが「初期チェック期間」、Ｓ０７Ｔ或いはＳ０７ＲでＰＷＷ駆動開始した以降が「通常動作（起動）期間」に分かれる。また、四区分式では、三区分式の「通常動作期間」が「通常動作（アシスト）期間」と言い換えられ、「通常動作（起動）期間」と「通常動作（アシスト）期間」とを合わせて「通常動作期間」となる。

シーケンスの一部は、直流モータがチルト及びテレスコピックアクチュエータの場合とステアリングロックアクチュエータの場合とで分かれる。また、図９、図１０に示す構成例１、２のラッチ回路４１０、４２０を、それぞれ「ラッチ回路Ｉ」、「ラッチ回路ＩＩ」と記す。以下、記号「Ｓ」はステップを示す。シーケンスの説明において各要素の符号の記載を適宜省略する。

まず図１７、図１８を参照する。全体シーケンスは、ＩＧ信号やウェイクアップ信号等の起動信号がオンするとスタートする。Ｓ０１１ではマイコン起動シーケンス、Ｓ０１２ではマイコン／ＡＳＩＣ起動シーケンスが実行される。Ｓ０１３では、ラッチ回路ＩＩのラッチ信号がオンされ、自己保持状態が開始する。Ｓ０２では入力回路チェック（１）として、電源リレーをオンしてよいか確認される。Ｓ０３ではＡＳＩＣの遮断機能がチェックされる。Ｓ０４では入力回路チェック（２）として、入力回路に関する残りのチェックが行われる。図１９に示すように、Ｓ０４の途中に電源リレーがオンされ、ラッチ回路Ｉの自己保持状態が開始する。Ｓ０５ではＢＬＭ回路チェック、Ｓ０６ではＤＣＭ回路チェックが行われる。

直流モータがチルト及びテレスコピックアクチュエータの場合、Ｓ０７Ｔで制御部は、ＥＰＳとチルトのＰＷＭ駆動を開始する。ＥＰＳはアシスト開始を待ちつつ操舵トルク入力があればアシストを開始する。そして制御部は、入力スイッチ操作があれば、チルトを開始する。Ｓ０８Ｔでは、チルト及びテレスコピックアクチュエータがステアリングホイールをメモリ位置（すなわち運転位置）に移動させる。入力スイッチ操作があれば、制御部はメモリ位置への操作をやめてスイッチ操作に応じて動作させる。

直流モータがステアリングロックアクチュエータの場合、Ｓ０７Ｒでは、認証後、ステアリングロックが解除される。Ｓ０８Ｒで制御部は、ＰＷＭ駆動を開始しつつＥＰＳアシスト開始を待ち、操舵トルクの入力でＥＰＳアシストを開始する。

Ｓ１０では、ＣＡＮからの開始入力があるか、又は、トルク入力が所定値以上であるか判断され、ＹＥＳの場合、通常動作に移行する。なお、ＣＡＮからの開始入力を待たずに、アシスト開始待ちになったら通常動作に移行してもよい。通常動作期間中、Ｓ１９で、制御部は操舵トルクの入力でＥＰＳアシストを開始する。また制御部は、入力スイッチ操作によりチルトを開始する。

Ｓ２０では、起動信号がオフされる、ＩＧがオフされる、あるいは停止信号を受信したら停止期間に移行する。停止期間のＳ３０では、車速条件及びエンジン回転数について、例えば次の条件を満たすか判断される。（ａ）車速が０［ｋｍ／Ｈｒ］の状態が継続している、（ｂ）エンジン回転数、車速が共に途絶した状態が継続している、（ｃ）車速が０［ｋｍ／Ｈｒ］且つエンジン回転数が０［ｒｐｍ］である、など。Ｓ３０でＹＥＳと判断されると、Ｓ３１Ｔ又はＳ３１Ｒに移行する。

直流モータがチルト及びテレスコピックアクチュエータの場合、Ｓ３１Ｔで制御部は、ＥＰＳアシストを停止する。このとき制御部は、操舵アシストアクチュエータ８００に通電するための電流指令を０にする。共用以外のレッグはＰＷＭ駆動を停止してもよく、演算待機となる。すなわち、起動信号がオンになるかＩＧがオンされるか、ＥＣＵあるいはモータが冷めるのを待つ状態となる。Ｓ３２Ｔでチルト及びテレスコピックアクチュエータは、ステアリングホイールをドライバから遠ざかる位置に移動させる。

直流モータがステアリングロックアクチュエータの場合、Ｓ３１Ｒで制御部は、ＥＰＳアシストを停止する。このとき制御部は、操舵アシストアクチュエータ８００に通電するための電流指令を０にする。共用以外のレッグはＰＷＭ駆動を停止してもよく、演算待機となる。すなわち、起動信号がオンになるかＩＧがオンされるか、ＥＣＵあるいはモータが冷めるのを待つ状態となる。Ｓ３２Ｒではステアリングロックアクチュエータが有効化される。Ｓ３２Ｒでは、キーが車外に出ることあるいはドアが解錠されるか開けられるのを待って有効化されてもよい。

その後、Ｓ３３１で制御部は、必要に応じて回路の温度低下を待った後、電源リレーをオフする。Ｓ３３２では、ラッチ回路ＩＩのラッチ信号がオフされ、自己保持状態が解除される。こうしてＥＣＵの動作が停止する。以上で全体シーケンスが終了する。なお、後述の制御例１～４に示すように、本実施形態による「異常に応じた処置の切り替え」は、このシーケンスに限らず、適宜アレンジされたシーケンスに基づいて実施可能である。

次に図１９、図２０を参照し、Ｓ０２の入力回路チェック（１）からＳ０６のＤＣＭ回路チェックまでの詳細なシーケンスと、各チェック項目に対する正常条件及び異常時処置とについて説明する。ＢＬＭ回路が二系統構成の場合、各系統に含まれるチェック項目については系統毎に同様の処理を行う。例えば図７の駆動回路ではＤＣＭ回路は第１系統にのみ設けられているため、第２系統についてはＤＣＭ回路に関する処理を行わない。Ｓ０３４及びＳ０５４は、ＢＬＭリレーが設けられている場合にのみ実施される。

図２０において正常条件の「プリドライバチェック」を「ＰＤＣ」と省略する。また、「閾値」は各パラメータに対し適宜設定されるものとする。異常時処置は、正常条件を複数回満たさない場合に実施される。処置Ａでは電源リレー、ＢＬＭ駆動回路、ＤＣＭ駆動回路がいずれもオフされる。処置ＢではＤＣＭ駆動回路がオフされる。なお、処置Ａの場合、そこでチェックを終了する。処置Ｂの場合、次のチェックに進み、処置Ａとならずにすべてのチェックを終了したら処置Ｂで回路を動作させる。基本的に、ＤＣＭ関連の異常でのみ処置Ｂが実施され、それ以外の異常では処置Ａが実施される。以下の説明では処置Ａの記載を省略し、処置Ｂの場合のみ記載する。

Ｓ０２の入力回路チェック（１）はＳ０２１、Ｓ０２２を含む。Ｓ０２１では地絡チェックが行われ、電源から電源リレーまでの電力経路であるＰＩＧラインの電圧Ｖｐｉｇについて、「Ｖｐｉｇ＜閾値」のとき正常と判定される。Ｓ０２２ではプリチャージ回路のオープンチェックが行われ、「プリチャージ結果＝正常」のとき正常と判定される。

Ｓ０３の遮断機能チェックはＳ０３１～Ｓ０３７を含む。Ｓ０３１では電源リレー及び逆接保護リレーのショートチェックが行われ、各系統のリレー間電圧Ｖｉｎｔ１、Ｖｉｎｔ２を包括したＶｉｎｔについて、「Ｖｉｎｔ＞閾値」のとき正常と判定される。Ｓ０３２では電源リレー遮断機能チェックが行われ、「遮断要求オン、ポート出力オン、Ｖｉｎｔ＜閾値」のとき正常と判定される。Ｓ０３３ではＢＬＭ駆動回路遮断機能チェックが行われ、「遮断要求オン、ポート出力オン、ＰＤＣ＝Ｌｏ」のとき正常と判定される。Ｓ０３４ではＢＬＭリレーチェックが行われ、「遮断要求オン、ポート出力オン、ＰＤＣ＝Ｌｏ」のとき正常と判定される。

Ｓ０３５ではＤＣＭ駆動回路遮断機能チェックが行われ、「遮断要求オン、ポート出力オン、ＰＤＣ＝Ｌｏ」のとき正常と判定される。異常時、処置Ｂが実施される。Ｓ０３６ではＤＣＭリレー遮断機能チェックが行われ、「遮断要求オン、ポート出力オン、ＰＤＣ＝Ｌｏ」のとき正常と判定される。異常時、処置Ｂが実施される。Ｓ０３７では過電流監視機能チェックが行われ、「過電流監視結果＝Ｈｉ」のとき正常と判定される。

Ｓ０４の入力回路チェック（２）はＳ０４１、Ｓ０４２を含む。逆接保護リレーがオンされた後、Ｓ０４１では逆接保護リレーオープンチェックが行われ、「ポート出力オン、Ｖｉｎｔ＞閾値」のとき正常と判定される。Ｓ０４１の後、逆接保護リレーがオフ、電源リレーがオンされる。そのため、ラッチ回路Ｉの自己保持状態が開始される。Ｓ０４２ではＰＩＧラインの断線及び電源リレーのオープンチェックが行われ、「ポート出力オン、Ｖｉｎｔ＞閾値」のとき正常と判定される。

Ｓ０５のＢＬＭ回路チェックはＳ０５１～Ｓ０５４を含む。Ｓ０５１ではプリドライバオンチェックが行われ、「ポート出力オン、ＰＤＣ＝Ｈｉ」のとき正常と判定される。Ｓ０５２では電流センサＨｉ／Ｌｏ異常チェックが行われ、「｜電流検出値｜＜閾値」のとき正常と判定される。

Ｓ０５３ではＢＬＭ駆動回路のイネーブル信号シャット機能チェックが行われ、「ＥＮＢ（イネーブル信号）オフ、ポート出力オン、ＰＤＣ＝Ｌｏ」のとき正常と判定される。Ｓ０５４ではＢＬＭリレーショートチェックが行われ、「端子電圧が所定範囲内」のとき正常と判定される。

なお、Ｓ０４終期からＳ０５初期にかけてＡＳＩＣ過電流チェック（すなわちＡＳＩＣによる過電流監視）が開始される。また、Ｓ０５の途中にマイコン過電流チェック（すなわちマイコンによる過電流監視）が開始される。

Ｓ０６のＤＣＭ回路チェックはＳ０６１、Ｓ０６２を含む。Ｓ０６１ではＤＣＭ駆動回路の異常チェックが行われ、「端子電圧が所定範囲内」のとき正常と判定される。ショート系異常では処置Ａが実施され、オープン系異常では処置Ｂが実施される。ＤＣＭ駆動回路異常チェックの具体例については、図２２、図２３を参照して後述する。Ｓ０６２ではＤＣＭ駆動回路のイネーブル信号シャット機能チェックが行われ、「ポート出力オン、ＰＤＣ＝Ｈｉ」のとき正常と判定される。異常時、処置Ｂが実施される。

［ＤＣＭ駆動回路異常チェックの具体例］
次に、図２１の回路図、及び、図２２～図２６のフローチャートを参照し、起動時及び通常動作中におけるＤＣＭ駆動回路異常チェックの具体例を説明する。起動時の異常チェックは、図１９、図２０のＳ０６１に対応し、入力回路、遮断機能、ＢＬＭ回路の正常が確認済みである。図２１には、一系統のインバータ６０１の一相（Ｕ１相）に一台の直流モータ７１０が接続された単純な回路構成を示す。Ｕ１相巻線８１１と高電位線Ｌｐとの間にはプルアップ抵抗Ｒｐが接続されており、直流モータ端子電圧Ｖｍ１が検出される。

プルアップ抵抗Ｒｐよりインバータ６０１側のＵ１相電流経路にモータリレーＭｍＵ１が設けられている。また、Ｖ１相及びＷ１相の電流経路にモータリレーＭｍＶ１、ＭｍＷ１が設けられている。各相のモータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１は、三相巻線組８０１からインバータ６０１に向かう電流を遮断可能である。以下の異常検出時に三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１をオフすることで、ＢＬＭ側の異常による誤検出を防止することができる。

さらに、Ｕ１相電流経路の分岐点Ｊｕと、直流モータ７１０の第１端子Ｔ１との間に双方向の電流を遮断可能な直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＵ１Ｒが接続されている。説明を省略するが、ＢＬＭ回路の異常検出時に直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＵ１Ｒをオフすることで、ＤＣＭ側の異常による誤検出を防止することができる。

高電位側直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈと低電位側直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌとの間の直流モータ端子Ｍ１には、図１２（ａ）に示す構成例１の端子電圧検出回路が接続されている。これに代えて、図１２（ｂ）に示す構成例２が用いられてもよい。端子電圧検出回路において、直流モータ端子Ｍ１の電圧Ｖｍ１が｛Ｒｄ／（Ｒｕ＋Ｒｄ）｝倍されたモニタ電圧ＶＤＣＭ１がＡＤ変換されて検出される。図１２（ｂ）に示す構成例２では通信もしくはＩＯポートによりフラグを受け取ってもよい。

以下、ＤＣＭ駆動回路異常チェックの説明では、高電位側直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈを「上スイッチＭＵ１Ｈ」、低電位側直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌを「下スイッチＭＵ１Ｌ」と簡略化して記す。図２２、図２３に、起動時のイニシャルチェックにおけるＤＣＭ駆動回路のショート系異常及びオープン系異常の検出処理を示す。

図２２の処理では、上スイッチＭＵ１Ｈ及び下スイッチＭＵ１Ｌがオフの状態で異常検出を行う。直流モータ巻線７１４の抵抗は、プルアップ抵抗Ｒｐ、上側抵抗Ｒｕ、下側抵抗Ｒｄに比べて十分に小さいことを前提とすると、正常時のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は、式（３．１）で表される。プルアップ抵抗Ｒｐもしくは上スイッチＭＵ１Ｈのショート時のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は、式（３．２）で表される。上側抵抗Ｒｕのショート時のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は、式（３．３）で表される。下スイッチＭＵ１Ｌもしくは下側抵抗Ｒｄのショート時のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は、式（３．４）で表される。

式（３．１）、（３．２）、（３.３）の右辺の値をそれぞれα、β、γとする。ここで、α、β、γの大小関係は、Ｒｕ＜Ｒｐのとき、０＜α＜γ＜β＜Ｖｒとなる。一方、Ｒｐ≦Ｒｕのとき、０＜α＜β≦γ＜Ｖｒとなる。

ＶＤＣＭ１＝Ｖｒ×（Ｒｄ）÷（Ｒｐ＋Ｒｕ＋Ｒｄ）＝α ・・・（３．１）
ＶＤＣＭ１＝Ｖｒ×（Ｒｄ）÷（Ｒｕ＋Ｒｄ）＝β ・・・（３．２）
ＶＤＣＭ１＝Ｖｒ×（Ｒｄ）÷（Ｒｐ＋Ｒｄ）＝γ ・・・（３．３）
ＶＤＣＭ１＝０ ・・・（３．４）

また、プルアップ抵抗Ｒｐもしくは上側抵抗Ｒｕもしくは直流モータ巻線７１４もしくはコネクタ等のオープン時のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は、上記と同じ式（３．４）で表される。下側抵抗Ｒｄのオープン時のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は式（３．５）で表される。
ＶＤＣＭ１＝Ｖｒ ・・・（３．５）

また、例えばＲｐ≦Ｒｕ、すなわちβ≦γとすると、式（４．１）、（４．２）の範囲に高電位閾値ＶｔｈＨ及び低電位閾値ＶｔｈＬが設定される。例えば図１２（ｂ）の端子電圧検出回路が用いられる場合、コンパレータＣｐＨの基準電圧Ｖｒｅｆ＿Ｈが高電位閾値ＶｔｈＨに相当し、コンパレータＣｐＬの基準電圧Ｖｒｅｆ＿Ｌが低電位閾値ＶｔｈＬに相当する。

α＜ＶｔｈＨ＜β ・・・（４．１）
０＜ＶｔｈＬ＜α ・・・（４．２）

以下、「暫定正常」とは、それまでの検出段階で異常が検出されていないことを意味する。Ｓ５２では、モニタ電圧ＶＤＣＭ１が高電位閾値ＶｔｈＨより低いか判断される。Ｓ５２でＹＥＳの場合、Ｓ５３で暫定正常と判定される。Ｓ５２でＮＯの場合、Ｓ５４で、プルアップ抵抗Ｒｐもしくは上スイッチＭＵ１Ｈもしくは上側抵抗Ｒｕのショート異常、又は、下側抵抗Ｒｄのオープン異常と判定される。図２２のＳ５４には、これらの異常をまとめて「ＤＣＭ上側ショート系異常」と記す。この場合、処置Ａが実施される。

Ｓ５６では、モニタ電圧ＶＤＣＭ１が低電位閾値ＶｔｈＬより高いか判断される。Ｓ５６でＹＥＳの場合、Ｓ５７で暫定正常と判定される。Ｓ５６でＮＯの場合、Ｓ５８で、下スイッチＭＵ１Ｌ又は下側抵抗Ｒｄのショート異常、又は、プルアップ抵抗Ｒｐもしくは上側抵抗Ｒｕもしくは直流モータ巻線７１４もしくはコネクタ等のオープン異常と判定される。図２２のＳ５８には、これらの異常をまとめて「ＤＣＭ下側ショート系異常」と記す。この場合、処置Ａが実施される。

図２２のＳ５７で暫定正常と判定されても、上スイッチＭＵ１Ｈ及び下スイッチＭＵ１Ｌのオープン異常については不明である。そこで、次に図２３の異常検出処理では、上スイッチＭＵ１Ｈ及び下スイッチＭＵ１Ｌのオープン異常を検出する。Ｓ６１では、上スイッチＭＵ１Ｈをオン、下スイッチＭＵ１Ｌをオフする。この状態で正常時のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は、上記の式（３．２）で表される。上スイッチＭＵ１Ｈがオープン時のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は、上記の式（３．１）で表される。Ｓ６２では、モニタ電圧ＶＤＣＭ１が高電位閾値ＶｔｈＨより高いか判断される。Ｓ６２でＹＥＳの場合、Ｓ６３で暫定正常と判定される。Ｓ６２でＮＯの場合、Ｓ６４で、上スイッチＭＵ１Ｈのオープン異常と判定され、処置Ｂが実施される。

Ｓ６５では、下スイッチＭＵ１Ｌをオン、上スイッチＭＵ１Ｈをオフする。この状態で正常時のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は上記の式（３．４）で表される。下スイッチＭＵ１Ｌがオープン時のモニタ電圧ＶＤＣＭ１は上記の式（３．１）で表される。Ｓ６６では、モニタ電圧ＶＤＣＭ１が低電位閾値ＶｔｈＬより低いか判断される。Ｓ６６でＹＥＳの場合、Ｓ６７で、ショート系及びオープン系異常について正常と判定される。Ｓ６６でＮＯの場合、Ｓ６８で、下スイッチＭＵ１Ｌのオープン異常と判定され、処置Ｂが実施される。なお、Ｓ５２とＳ６２の高電位閾値ＶｔｈＨ、及びＳ５６とＳ６６の低電位閾値ＶｔｈＬはそれぞれ同じ値に限らず、ハードばらつきの影響を加味した異なる値としてもよい。

以上のように図２１のＤＣＭ駆動回路は、Ｕ１相巻線８１１と高電位線Ｌｐとの間にプルアップ抵抗Ｒｐが接続されている。このプルアップ抵抗Ｒｐは、図１３～図１５におけるＲｐ１に相当する。そして異常検出部は、直流モータ端子電圧Ｖｍ１を検出し、直流モータ端子電圧Ｖｍ１に相関するモニタ電圧ＶＤＣＭ１に基づいて異常をチェックする。これに対し、直流モータ端子Ｍ１と高電位線Ｌｐとの間に、図１３～図１５におけるプルアップ抵抗Ｒｐ３が接続されたＤＣＭ駆動回路において、いずれか一相の巻線の電圧、例えばＵ１相巻線８１１の端子電圧Ｖｕ１＃が検出されてもよい。つまり、三相巻線組８０１に一台の直流モータ７１０が接続される構成では、四通りのプルアップ抵抗Ｒｐの設置箇所があり得る。

図２４～図２６に、通常動作中のＤＣＭ駆動回路の異常検出処理を示す。ここでは、各抵抗Ｒｐ、Ｒｕ、Ｒｄ又はコネクタ等の異常については省略し、直流モータ巻線７１４、上スイッチＭＵ１Ｈ又は下スイッチＭＵ１Ｌのショート、オープン異常のみを想定する。ここでは、異常検出部が端子電圧以外の値に基づいて異常をチェックする例も示す。通常動作中の異常検出処理のルーチンは、異常判定された場合、エンドとなり、正常判定された場合、リターンして繰り返し実行される。

図２４には、電流値に基づくショート異常検出の二つの例を示す。図２４（ａ）のＳ７２Ａでは、低電位線Ｌｇに流れる直流電流の絶対値｜Ｉｄｃ１｜が過電流閾値より大きいか判断される。Ｓ７２ＡでＹＥＳの場合、Ｓ７３で、下スイッチＭＵ１Ｌ等のＤＣＭショート系異常と判定される。Ｓ７２ＡでＮＯの場合、Ｓ７４で正常と判定される。

図２４（ｂ）のＳ７１Ｂでは、式（５．１）により、Ｖ１相電流Ｉｖ１及びＷ１相電流Ｉｗ１からモータＵ１相電流Ｉｕ１＃が算出される。また、式（５．２）により、インバータＵ１相電流Ｉｕ１からモータＵ１相電流Ｉｕ１を減じて、直流モータ電流Ｉ１が算出される。

Ｉｕ１＃＝－Ｉｖ１－Ｉｗ１ ・・・（５．１）
Ｉ１ ＝Ｉｕ１－Ｉｕ１＃ ・・・（５．２）

Ｓ７２Ｂでは、直流モータ電流の絶対値｜Ｉ１｜が過電流閾値より大きいか判断される。Ｓ７２ＢでＹＥＳの場合に移行するＳ７３、及び、Ｓ７２ＢでＮＯの場合に移行するＳ７４については、図２４（ａ）と同じである。

図２５、図２６には、上スイッチＭＵ１Ｈ又は下スイッチＭＵ１Ｌのオン時における異常検出の２通りの例を示す。図２５のＳ８２Ａでは、上スイッチＭＵ１Ｈがオンで、Ｕ１相端子電圧Ｖｕ１＃もしくはＵ１相指令電圧が入力電圧Ｖｒ１に応じた電圧閾値より低く、且つ、直流モータ電流の絶対値｜Ｉ１｜が非導通閾値より小さいか判断される。Ｓ８２ＡでＹＥＳの場合、Ｓ８３で、下スイッチＭＵ１Ｌのショート異常、上スイッチＭＵ１Ｈのオープン異常、直流モータ巻線７１４の断線異常等と判定される。つまり、直流モータ両端の端子間電圧が大きいにもかかわらず、電流が流れていないことをもって異常と判断される。Ｓ８２ＡでＮＯの場合、Ｓ８４で暫定正常と判定される。

Ｓ８６Ａでは、下スイッチＭＵ１Ｌがオンで、Ｕ１相端子電圧Ｖｕ１＃もしくはＵ１相指令電圧が入力電圧Ｖｒ１に応じた電圧閾値より高く、且つ、直流モータ電流の絶対値｜Ｉ１｜が非導通閾値より小さいか判断される。Ｓ８６ＡでＹＥＳの場合、Ｓ８７で、上スイッチＭＵ１Ｈのショート異常、下スイッチＭＵ１Ｌのオープン異常、直流モータ巻線７１４の断線異常等と判定される。つまり、直流モータ両端の端子間電圧が大きいにもかかわらず、電流が流れていないことをもって異常と判断される。Ｓ８６ＡでＮＯの場合、Ｓ８８で正常と判定される。

図２６では、図２５のＳ８２Ａ、Ｓ８６ＡがＳ８２Ｂ、Ｓ８６Ｂに置き換わる。図２６のＳ８２Ｂでは、上スイッチＭＵ１Ｈがオンで、且つ、モニタ電圧ＶＤＣＭ１が高電圧閾値より低いか判断される。Ｓ８６Ｂでは、下スイッチＭＵ１Ｌがオンで、且つ、モニタ電圧ＶＤＣＭ１が低電圧閾値より高いか判断される。ただし、図２６では直流モータ巻線７１４の断線異常は検出できない。なお、下限閾値及び上限閾値は、上下スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌのオン抵抗による電圧降下のばらつき範囲により設定される。なお、Ｓ８２Ａの電圧閾値、８２Ｂの高電圧閾値、Ｓ８６Ａの電圧閾値、Ｓ８６Ｂの低電圧閾値は、いずれも同じ値に限らず、ハードばらつきを加味した異なる値としてもよい。

［本実施形態の制御例］
図２７～図３０を参照し、「異常に応じて、スイッチング動作の変更により処置を切り替える本実施形態の制御例」について説明する。図１７、図１８に示すシーケンス以外のシーケンスに基づく制御例も含まれる。「異常検出部」としてのマイコン４０及びＡＳＩＣ５０は、インバータ６０１、６０２もしくは三相モータ８００の異常、又は、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌもしくは直流モータ７１０、７２０の異常をチェックする。制御部３０は、検出された異常に応じて、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌ及び直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌのスイッチング動作を変更する。制御例の説明では、図１７、図１８の四区分式の通常動作期間の定義に基づき、ＰＷＭ駆動などのスイッチング動作を開始したりアシスト開始して電流を流す前を「通常動作前」とし、ＰＷＭ駆動などのスイッチング動作を開始したりアシスト開始して電流を流し始めた後のことを「通常動作中」とする。

図２７に示す制御例１では、異常検出部は、ＥＣＵ１０の通常動作中に、マイコンの異常及び入力回路の異常をチェックし、且つ、ＢＬＭ回路及びＤＣＭ回路の異常をチェックする。つまり、通常動作を開始した後、回路チッェクで異常があれば停止する。回路チェックで異常の場合に肯定判断するステップについて、ステップ番号の次に「Ｄ」を記す。制御例１のスタートでは通常動作が開始される。

Ｓ０４Ｄではマイコン及び入力回路（電源リレー、逆接保護リレー等）チェックで異常か判断される。マイコン及び入力回路チェックは、マイコン内部の回路やリレー電圧によりチェックされる。Ｓ０５ＤではＢＬＭ回路チェックで異常か判断される。ＢＬＭ回路チェックは、端子電圧や検出した電流により判断される。Ｓ０６Ｄ１ではＤＣＭ回路チェック１で異常か判断される。Ｓ０６Ｄ２ではＤＣＭ回路チェック２で異常か判断される。ＤＣＭ回路チェック１は、駆動回路全体に影響を及ぼすおそれのあるショート系異常等のチェックである。ＤＣＭ回路チェック２は、ＤＣＭ回路自体は異常であるが他へ影響を及ぼさないオープン系異常等のチェックである。

Ｓ０４Ｄ、Ｓ０５Ｄ、Ｓ０６Ｄ１のいずれかでＹＥＳの場合、Ｓ４８で制御部３０は動作を停止する。なお、停止の仕方については、図３１、図３２を参照して後述する。Ｓ０６Ｄ２でＹＥＳの場合、すなわちＤＣＭ回路のオープン系異常等の場合、Ｓ４６で制御部３０は、ＢＬＭ回路のみの動作に移行する。Ｓ０６Ｄ２でＮＯの場合、すなわちいずれのチェックでも異常と判断されない場合、Ｓ０４Ｄの前に戻り、通常動作が継続される。通常動作中は定期的に異常チェックが実施され続ける。

図２８に示す制御例２では、異常検出部は、ＥＣＵ１０の通常動作前に、マイコンの異常及び入力回路の異常をチェックし、且つ、ＢＬＭ回路及びＤＣＭ回路の異常をチェックする。つまり、起動後の回路チッェクで正常確認してから通常動作に移行する。回路チェックで正常の場合に肯定判断するステップについて、ステップ番号の次に「Ｃ」を記す。

Ｓ０４Ｃではマイコン及び入力回路チェックで正常か判断される。Ｓ０５ＣではＢＬＭ回路チェックで正常か判断される。Ｓ０６Ｃ１ではＤＣＭ回路チェック１で正常か判断される。Ｓ０６Ｃ２ではＤＣＭ回路チェック２で正常か判断される。ＤＣＭ回路チェック１、２の意味は制御例１に準ずる。

Ｓ０４Ｃ、Ｓ０５Ｃ、Ｓ０６Ｃ１のいずれかでＮＯの場合、Ｓ４８で制御部３０は動作を停止する。Ｓ０６Ｃ２でＹＥＳの場合、すなわち全てのチェックで正常と判断された場合、Ｓ４５で制御部３０は、通常動作、すなわちＢＬＭ及びＤＣＭの両方の駆動を行う。Ｓ０６Ｃ２でＮＯの場合、すなわちＤＣＭ回路のオープン系異常等の場合、Ｓ４６で制御部３０は、ＢＬＭ回路のみの動作に移行する。したがって、少なくともＥＰＳアシスト機能を確保することができる。

制御例２では、ＥＣＵ１０の起動後、異常チェックの最初の段階で、異常検出部は、制御部３０において制御演算を行うマイコン４０の異常、及び、電源ＢｔからＢＬＭ及びＤＣＭの駆動回路へ電力を入力する入力回路の異常をチェックする。各モータの駆動に共通する回路を初期にチェックすることで、異常チェックを効率良く行うことができる。

図２９に示す制御例３では、ＢＬＭ（すなわち三相モータ８００）又はＤＣＭ（すなわち直流モータ７１０、７２０）のうち、優先して駆動させる優先駆動側のモータが予め設定されている。制御部３０は、マイコン及び入力回路の異常チェック後、ＢＬＭ及びＤＣＭの駆動回路をチェックし、駆動回路に異常がある場合、優先駆動側のモータのみを動作させる。Ｓ０４Ｃ、及び、Ｓ０４ＣがＮＯの場合に移行するＳ４８については、制御例２と同じである。

Ｓ０４ＣでＹＥＳの場合、Ｓ０６Ｃ３ではその他の回路チェック、すなわちＢＬＭ回路及びＤＣＭ回路の総合チェックで正常か判断される。Ｓ０６Ｃ３でＹＥＳの場合、Ｓ４５で制御部３０は、通常動作、すなわちＢＬＭ及びＤＣＭの両方の駆動を行う。Ｓ０６Ｃ３でＮＯの場合、すなわち駆動回路に異常がある場合、Ｓ４７で制御部３０は、優先駆動側のモータのみを動作させる。その後、ＢＬＭの動作中にＢＬＭの異常が検出された場合、制御部３０はＢＬＭを停止する。

制御例３では、図２０における異常時処置Ａに代えて、優先駆動側モータの駆動回路をオフしない処置が実施される。制御例３では、ＢＬＭ回路及びＤＣＭ回路の総合チェックＳ０６Ｃ３で異常が見分けられなくても優先駆動側のモータをできるだけ長く駆動させることができる。例えばＢＬＭを優先駆動側とすることで、ＥＰＳアシスト機能をできるだけ実現することができる。なお、制御例３の変形例では、ＢＬＭに関する一部又は全部のチェックを行わずにＢＬＭを駆動開始し、ＢＬＭとＤＣＭとをそれぞれ個別に動かして異常チェックしてもよい。

図３０に示す制御例４では、異常検出部は、ＥＣＵ１０の通常動作前に、マイコンの異常及び入力回路の異常をチェックし、ＥＣＵ１０の通常動作中にＢＬＭ回路及びＤＣＭ回路の異常をチェックする。また、制御例４ではチルト動作に着目する。Ｓ０４Ｃ、及び、Ｓ０４ＣがＮＯの場合に移行するＳ４８については制御例２、３と同じである。Ｓ０４ＣがＹＥＳの場合、制御部３０はＳ４１でチルトだけ動作させ、Ｓ４２でチルト動作が正常か判断する。詳しくは、制御部３０は、チルトをメモリ位置に移動させるか、もしくは、ユーザが分からない程度に少しだけ動作させて動作確認する。

チルトが正常であり、Ｓ４２でＹＥＳの場合、Ｓ４５の通常動作に移行する。ＥＰＳによるアシストを開始した後、制御部３０は、制御例１による通常動作中の異常チェックでＢＬＭ回路の異常をチェックする。チルトが異常であり、Ｓ４２でＮＯの場合、制御部３０は、Ｓ４３及びＳ４６でチルトを動作させず、ＢＬＭ回路のみの動作に移行する。

制御例４の変形例では、「チルトだけ動作」を実施せずに「両方の駆動」を開始し、入力スイッチ操作による、もしくはメモリ位置への移動のためのチルト動作中に異常が検出されたら、「ＢＬＭ回路のみ動作」に移行してもよい。また、入力スイッチ操作による、もしくはメモリ位置への移動のためのチルト動作中以外のときに異常が検出されたら「停止」してもよい。

各制御例における主な構成として、異常検出部は、三相モータ８００のいずれか一相以上の巻線の電圧、又は、いずれか一つ以上の直流モータ端子の電圧を検出し、検出した電圧に基づいて異常をチェックする。これにより、簡易な構成で各種の異常を検出することができる。

また、異常検出部は、三相モータ８００の各相の巻線の電圧Ｖｕ１＃、Ｖ２＃、Ｖ３＃を検出してもよい。或いは異常検出部は、さらに各直流モータ７１０、７２０に対応する直流モータ端子Ｍ１、Ｍ２の電圧Ｖｍ１、Ｖｍ２を検出してもよい。これにより、三相巻線組の断線や、直流モータ巻線の断線等の場合を含め、各異常をくまなく検出することができる。

［異常に応じた処置の切り替え］
図３１を参照し、異常に応じた処置の切り替えについて説明する。上述の各制御例でマイコン、入力回路チェック異常、ＢＬＭ回路もしくはＤＣＭ回路チェック異常と判定されたとき、例えば制御例１の場合には通常動作中に異常が生じたとき、一部又は全部の動作が停止される。ＤＣＭ回路チェック異常以外の異常チェックは、一般的な三相インバータの異常チェックと同じである。

異常時の停止の仕方は、マイコン、入力回路チェック異常、ＢＬＭ回路チェック異常、及び、ＤＣＭ回路チェック異常について共通である。ショート系異常の場合、電源リレーをオフすることにより停止される。すなわち、大電流が流れる異常を異常検出部が検出したとき、制御部は、インバータスイッチング素子もしくは直流モータ用スイッチよりも先に電源リレーをオフする。オープン系異常の場合、「インバータで徐々に電流を低下させてからオフ」又は「インバータを即時オフしてインバータで電流を低下させる」の処置により停止される。「インバータで徐々に電流を低下させてからオフ」する処置の詳細は、図３２を参照して後述する。

異常時の動作継続の仕方について、マイコン、入力回路チェック異常、及びＢＬＭ回路チェック異常の場合、ＢＬＭ及びＤＣＭの両方の動作が停止される。なお、ＢＬＭが二系統構成であり、二系統のうち一系統が異常の場合、正常な系統での片系統駆動に移行してもよい。ＤＣＭ回路チェック異常の場合、ＢＬＭ回路のみ動作を継続する。

［異常時処置における停止の仕方］
図３２に、直流モータ７１０、７２０の停止時における電流制御を示す。駆動回路は図１１等に示される構成とする。直流モータ７１０、７２０に通電される電流Ｉ１、Ｉ２は三相モータ８００に流れる相電流よりも絶対値が小さいため、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌは、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌよりも電流容量が小さいスイッチが使用されている。

以下、直流モータの符号として７１０のみを記す。正常時の通常動作中に直流モータ７１０への通電を停止するとき、或いは、通常動作中に異常が検出されて直流モータ７１０への通電を停止するときを想定する。仮に相電流が大きい状態で低電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌをオフすると、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌが過負荷になるおそれがある。

そこで制御部３０は、図３２に示すように電流制御する。三相モータ８００の各相ＤＵＴＹ比は、時刻ｔ１に５０％から０％に変更された後、時刻ｔ２に直流モータ用スイッチＭＵ１ＬがＯＮされると０％から１００％に向かって上昇する。そして、各相ＤＵＴＹ比が１００％に到達後、その状態が維持される。このとき直流モータ電流Ｉ１は、各相ＤＵＴＹ比の変化に連れて０から最大値Ｉ₁₀₀まで増加した後、その状態で維持される。

直流モータ７１０の通電を停止することが決まると、制御部３０は、先にインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌを操作して各相ＤＵＴＹ比を低下させる。そして、各相ＤＵＴＹ比及び直流モータ電流Ｉ１が０又は許容値以下の値に低下した時刻ｔ３後の時刻ｔ４に、制御部３０は直流モータ用スイッチＭＵ１ＬをＯＦＦする。平易に言えば、制御部３０は、インバータ６０１側の電流が徐々に低下するように電流を絞ってから直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌを切る。なお、異常時などで即時オフしたい場合は、ＤＵＴＹ比の増減なくインバータスイッチング素子をオフしてインバータで電流を低下させる。

このように制御部３０は、直流モータ７１０を停止するとき、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌを操作して直流モータ７１０の第１端子Ｔ１側の電圧を低下させた後、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌを操作して直流モータ７１０への通電を停止する。これにより、電流容量が比較的小さいスイッチを直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌとして適切に保護しつつ使用することができる。また、高速スイッチング動作をしない前提で、スイッチが遅いトランジスタや機械リレーを使うことができる。

（その他の実施形態）
（ａ）上記実施形態のシーケンスではＢＬＭ回路チッェクを先に実施してからＤＣＭ回路チェックを実施しているが、逆に、ＤＣＭ回路チェックを先に実施してからＢＬＭ回路チェックを実施してもよい。その他、入力回路や遮断機能チェックの順番についても回路の構成等に応じて適宜変更してよい。

（ｂ）上記実施形態のシーケンスでは異常チェックの初期にマイコンの異常及び入力回路の異常の両方がチェックされるが、マイコンの異常、又は、入力回路の一方のみがチェックされるようにしてもよい。

（ｃ）ラッチ回路、端子電圧検出回路等は上記実施形態の構成例に限らず、同様の機能を実現できるものであればよい。

（ｄ）二系統の三相モータ８００を含むシステムでは、一系統のみに直流モータが接続される構成に限らず、二系統の各一相以上に一台以上の直流モータが接続されてもよい。その場合、第１系統及び第２系統の各相に接続される直流モータの総数や分配はニーズに応じて決定される。直流モータの分配は、系統間の電力バランス、発熱バランス、使用頻度や使用タイミングのバランス等を考慮して決定されることが好ましい。

（ｅ）多相回転機の相の数は三相に限らず、二相、又は四相以上、すなわち一般化されたＮ相（Ｎは２以上の整数）であってよい。また、多相回転機は、三組以上の多相巻線組を含んでもよい。

（ｆ）本発明の回転機制御装置は、車両のステアリングシステムにおける操舵アシストモータ又は反力モータ、及び、ステアリング位置系アクチュエータやステアリングロックアクチュエータに限らず、多相交流モータ及び直流モータを併用する種々の回転機制御装置として適用可能である。また、操舵アシストモータ又は反力モータは機電一体式でなく、モータ本体とＥＣＵとがハーネスで接続された機電別体式の構成としてもよい。

本発明の構成は種々のモータが近接配置される車両用のモータにおいてより効果が高く、例えばブレーキの油圧ポンプ用のモータとパーキングブレーキ用のモータ、複数のシートモータ、スライドドア用のモータもしくはワイパー用のモータとウインドウ用のモータ及びサイドミラー用のモータ、電動ウォーターポンプのモータと電動ファンのモータなどの組み合わせに適用可能である。

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。

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。

１０・・・ＥＣＵ（回転機制御装置）、
３０・・・制御部、
４０・・・マイコン（異常検出部）、５０・・・ＡＳＩＣ（異常検出部）、
６０１、６０２・・・インバータ（多相電力変換器）、
７１０・・・直流モータ、チルトアクチュエータ（直流回転機）、
７２０・・・直流モータ、テレスコピックアクチュエータ（直流回転機）、
７３０・・・直流モータ、ステアリングロックアクチュエータ（直流回転機）、
８００・・・三相モータ（多相回転機）、
８０１、８０２・・・三相巻線組（多相巻線組）、
８１１－８１３、８２１－８２３・・・各相巻線、
Ｂｔ・・・電源、
ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌ・・・インバータスイッチング素子、
ＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌ・・・直流モータ用スイッチ（直流回転機用スイッチ）。

Claims (16)

1. 一組以上の多相巻線組（８０１、８０２）を含む一台以上の多相回転機（８００）、及び、少なくとも一組の前記多相巻線組の一相以上の相電流経路に一端である第１端子（Ｔ１）が接続された一台以上の直流回転機（７１０、７２０、７３０）を駆動可能な回転機制御装置であって、
   電源（Ｂｔ）の正極及び負極とそれぞれ高電位線（Ｌｐ）及び低電位線（Ｌｇ）を介して接続され、ブリッジ接続された複数のインバータスイッチング素子（ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌ）の動作により前記電源の直流電力を多相交流電力に変換し、前記多相巻線組の各相巻線（８１１、８１２、８１３、８２１、８２２、８２３）に電圧を印加する一つ以上の多相電力変換器（６０１、６０２）と、
   前記直流回転機の前記第１端子とは反対側の端部である第２端子（Ｔ２）に接続された直流モータ端子（Ｍ１、Ｍ２）を介して直列接続された高電位側及び低電位側のスイッチにより構成され、スイッチングにより前記直流モータ端子の電圧（Ｖｍ１、Ｖｍ２）を可変とする直流回転機用スイッチ（ＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＵ２Ｈ／Ｌ）と、
   前記多相電力変換器及び前記直流回転機用スイッチにより構成される前記多相回転機及び前記直流回転機の駆動回路において、前記インバータスイッチング素子及び前記直流回転機用スイッチの動作を操作する制御部（３０）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記多相電力変換器もしくは前記多相回転機の異常、又は、前記直流回転機用スイッチもしくは前記直流回転機の異常を検出する異常検出部（４０、５０）を有し、
   前記異常検出部が検出した異常に応じて、前記インバータスイッチング素子及び前記直流回転機用スイッチのスイッチング動作を変更する回転機制御装置。
2. 当該回転機制御装置の起動後、前記異常検出部は、前記制御部において制御演算を行うマイコン（４０）の異常、又は、前記電源から前記多相回転機及び前記直流回転機の駆動回路へ電力を入力する入力回路（Ｐ１ｒ、Ｐ１Ｒ）の異常、のいずれか一方もしくは両方をチェックする請求項１に記載の回転機制御装置。
3. 前記多相回転機又は前記直流回転機のうち優先して駆動させる優先駆動側の回転機が予め設定されており、
   前記異常検出部は、前記マイコン及び前記入力回路の異常をチェックした後、前記多相回転機及び前記直流回転機の駆動回路の異常をチェックし、
   前記駆動回路に異常がある場合、前記制御部は、前記優先駆動側の回転機のみを動作させる請求項２に記載の回転機制御装置。
4. 前記異常検出部は、
   当該回転機制御装置の通常動作前に、前記制御部において制御演算を行うマイコン（４０）の異常、及び、前記電源から前記多相回転機及び前記直流回転機の駆動回路へ電力を入力する入力回路（Ｐ１ｒ、Ｐ１Ｒ）の異常をチェックし、
   当該回転機制御装置の通常動作中に前記多相回転機及び前記直流回転機の駆動回路の異常をチェックする請求項１に記載の回転機制御装置。
5. 前記異常検出部は、
   当該回転機制御装置の通常動作前に、前記制御部において制御演算を行うマイコン（４０）の異常、及び、前記電源から前記多相回転機及び前記直流回転機の駆動回路へ電力を入力する入力回路（Ｐ１ｒ、Ｐ１Ｒ）の異常をチェックし、且つ、前記多相回転機及び前記直流回転機の駆動回路の異常をチェックする請求項１に記載の回転機制御装置。
6. 前記異常検出部は、
   当該回転機制御装置の通常動作中に、前記制御部において制御演算を行うマイコン（４０）の異常、及び、前記電源から前記多相回転機及び前記直流回転機の駆動回路へ電力を入力する入力回路（Ｐ１ｒ、Ｐ１Ｒ）の異常をチェックし、且つ、前記多相回転機及び前記直流回転機の駆動回路の異常をチェックする請求項１に記載の回転機制御装置。
7. 前記異常検出部は、前記多相回転機のいずれか一相以上の巻線の電圧、又は、いずれか一つ以上の前記直流モータ端子の電圧を検出し、検出した電圧に基づいて異常をチェックする請求項１～６のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
8. 前記異常検出部は、前記多相回転機の各相の巻線の電圧を検出する請求項７に記載の回転機制御装置。
9. 前記異常検出部は、各前記直流回転機に対応する前記直流モータ端子の電圧を検出する請求項７に記載の回転機制御装置。
10. 前記多相回転機のいずれか一相以上の巻線と前記高電位線との間、又は、いずれか一つ以上の前記直流モータ端子と前記高電位線との間にプルアップ抵抗（Ｒｐ）が接続されている請求項７～９のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
11. 前記多相回転機のいずれか一相以上の巻線と前記高電位線との間にプルアップ抵抗が接続された構成おいて、前記異常検出部は前記直流モータ端子の電圧を検出するか、又は、
    いずれか一つ以上の前記直流モータ端子と前記高電位線との間にプルアップ抵抗が接続された構成おいて、前記異常検出部は前記多相回転機のいずれか一相以上の巻線の電圧を検出する請求項１０に記載の回転機制御装置。
12. 前記電源と前記インバータスイッチ素子との間に電源リレーを有し、
    大電流が流れる異常を前記異常検出部が検出したとき、前記制御部は、前記インバータスイッチング素子もしくは前記直流回転機用スイッチよりも先に前記電源リレーをオフする請求項１～１１のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
13. 前記制御部は、前記直流回転機を停止するとき、
    前記インバータスイッチング素子を操作して前記直流回転機に流れる電流を低下させた後、前記直流回転機用スイッチを操作して前記直流回転機への通電を停止する請求項１～１２のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
14. 前記多相回転機は、電動パワーステアリングシステム（９０１）の操舵アシストトルク出力用、又は、ステアバイワイヤシステム（９０２）の反力トルク出力用又は転舵トルク出力用の回転機である請求項１～１３のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
15. 前記直流回転機は、ステアリング位置を可変させるステアリング位置系アクチュエータ（７１０、７２０）を含む請求項１４に記載の回転機制御装置。
16. 前記直流回転機は、ステアリングシャフト（９２）の回転を規制するステアリングロックアクチュエータ（７３０）を含む請求項１４に記載の回転機制御装置。

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