WO2021085178A1

WO2021085178A1 - 回転機制御装置

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Publication number: WO2021085178A1
Application number: PCT/JP2020/039066
Authority: WO
Inventors: 崇志鈴木
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2020-10-16
Publication date: 2021-05-06
Also published as: CN114631256A; US20220255474A1; US11811338B2

Abstract

回転機制御装置（１０）は、多相回転機（８００）及び直流回転機（７１０）を駆動可能である。直流回転機（７１０）の一端である第１端子（Ｔ１）は、多相巻線組（８０１）の相電流経路に接続されている。多相電力変換器（６０１）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（Ｂｔ１）の直流電力を多相交流電力に変換し、多相巻線組（８０１）の各相巻線に電圧を印加する。直流回転機用スイッチ（ＭＵ１Ｈ／Ｌ）は、直流モータ端子（Ｍ１）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（Ｍ１）は、直流回転機（７１０）の第２端子（Ｔ２）に接続されている。直流回転機用スイッチ（ＭＵ１Ｈ／Ｌ）は、スイッチングにより直流モータ端子（Ｍ１）の電圧（Ｖｍ１）を可変とする。

Description

回転機制御装置

関連出願の相互参照

　本出願は、２０１９年１１月１日に出願された特許出願番号２０１９－１９９９０７号、及び、２０２０年５月２９日に出願された特許出願番号２０２０－０９４４４９号に基づくものであり、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、回転機制御装置に関する。

　従来、一つの駆動回路によって、多相回転機と直流回転機とを駆動する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とを駆動する。

特許第５７６８９９９号公報

　特許文献１の従来技術では、イグニションキーがオンされた後、チルトモータ及びテレスコピックモータを並列運転して位置調整操作が行われる。そして、位置調整操作が行われていないと判断された場合にＥＰＳ用三相モータが駆動される。つまり、直流モータ又は三相モータのいずれか一方を駆動するものであり、直流モータと三相モータとを同時に駆動することは想定していない。また回路構成からも直流モータ及び三相モータへの通電を同時に制御することはできない。

　さらに、直流モータを駆動するときに、三相モータの各相のうち直流モータが接続された相への通電を遮断するためのスイッチ、及び、三相モータを駆動するときに直流モータへの通電を遮断するためのスイッチが必要となる。例えば、三相モータの二相間に一台の直流モータが接続された構成では、最低三個のスイッチが必要となる。

　本開示の目的は、多相回転機及び直流回転機を同時に駆動可能な回転機制御装置を提供することにある。

　本開示の回転機制御装置は、一組以上の多相巻線組を含む一台以上の多相回転機、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端子が接続された一台以上の直流回転機を駆動可能である。この回転機制御装置は、一つ以上の多相電力変換器と、直流回転機用スイッチと、制御部と、を備える。

　多相電力変換器は、電源の正極及び負極とそれぞれ高電位線及び低電位側線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に電圧を印加する。

　直流回転機用スイッチは、直流モータ端子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を可変とする。制御部は、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。

　なお、参照符号は、一台の三相回転機と三台の直流回転機を駆動する第２～第１０実施形態に対応し、それ以外の実施形態にのみ対応する参照符号の記載を省略する。また、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「ＭＵ１Ｈ」及び「ＭＵ１Ｌ」をまとめて「ＭＵ１Ｈ／Ｌ」と記す。

　本開示の制御部は、インバータスイッチング素子の動作を操作して多相回転機を駆動しながら、直流回転機用スイッチの動作を操作し、直流回転機を同時に駆動することができる。また、例えば一組の三相巻線組の一相の相電流経路に一台の直流回転機が接続された構成では、最小限二個の直流回転機用スイッチがあればよい。したがって、特許文献１の従来技術に対しスイッチの数を少なくすることができる。

　本開示の回路構成について補足すると、複数の多相電力変換器及び複数の多相巻線組を備える構成において、直流回転機の第２端子は直流回転機用スイッチのみに接続され、第１端子が接続された多相巻線組とは別の多相巻線組には直接接続されない。つまり、直流回転機が接続される多相電力変換器とは別の多相電力変換器のインバータスイッチング素子が、その直流回転機に対する直流回転機用スイッチを兼ねることはない。要するに、直流回転機用スイッチはインバータスイッチング素子とは独立して設けられている。このように構成すれば、直流回転機用スイッチをオフとすることで、インバータスイッチング素子がオンである場合にも直流回転機への通電だけを停止することができる。

　多相回転機は、例えば電動パワーステアリングシステム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の反力トルク出力用の回転機である。

　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、具体的には、ステアリングコラムのチルトアクチュエータやテレスコピックアクチュエータを含む。

　本開示についての上記目的及びその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、各実施形態のＥＣＵ（回転機制御装置）が適用されるＥＰＳシステムの図であり、図２は、各実施形態のＥＣＵ（回転機制御装置）が適用されるＳＢＷシステムの図であり、図３Ａは、チルト動作を説明する模式図であり、図３Ｂは、テレスコピック動作を説明する模式図であり、図４は、コネクタの接続構成例を示す図であり、図５は、第１実施形態（三相モータ×１、直流モータ×１）の回路構成図であり、図６は、第２実施形態（三相モータ×１、直流モータ×３）の回路構成図であり、図７は、第３実施形態（三相モータリレー、直流モータリレーあり）の回路構成図であり、図８は、第４実施形態（電源リレー個別、雑防素子個別）の回路構成図であり、図９は、第５実施形態（電源個別）の回路構成図であり、図１０は、第６実施形態（電源リレー個別、負方向電源リレー共通）の回路構成図であり、図１１は、第７実施形態（電源リレー個別、負方向電源リレー共通）の回路構成図であり、図１２は、第８実施形態（電源リレー共通、雑防素子共通）の回路構成図であり、図１３は、第９実施形態（負方向通電時の直流モータリレー共通）の回路構成図であり、図１４は、第１０実施形態（正方向通電時の直流モータリレー共通）の回路構成図であり、図１５は、三相制御部の制御ブロック図であり、図１６Ａは、直流制御部の一例の制御ブロック図であり、図１６Ｂは、直流制御部の別の例の制御ブロック図であり、図１７は、ＥＣＵの全体的な動作を示すフローチャートであり、図１８は、相電流演算処理のフローチャートであり、図１９は、相電圧演算処理（Ｉ）のフローチャートであり、図２０は、相電圧演算処理（ＩＩ）＜第１パターン＞のフローチャートであり、図２１は、相電圧演算処理（ＩＩＩ）のフローチャートであり、図２２は、相電圧演算処理（ＩＩ）＜第２パターン＞のフローチャートであり、図２３は、直流モータ端子電圧演算処理＜第１パターン＞のフローチャートであり、図２４は、直流モータ端子電圧演算処理＜第２パターン＞のフローチャートであり、図２５は、インバータに流れる相電流の波形であり、図２６は、三相巻線組に通電される相電流の波形であり、図２７Ａは、ＶＨ、ＶＬを一定とする構成での電圧指令の波形であり、図２７Ｂは、ＶＨ、ＶＬを一定とする構成でのＶＭ中心の操作後電圧指令の波形であり、図２８Ａは、ＶＨ、ＶＬを一定とする構成での正方向通電時の中性点電圧シフト後電圧指令の波形であり、図２８Ｂは、ＶＨ、ＶＬを一定とする構成での負方向通電時の中性点電圧シフト後電圧指令の波形であり、図２９は、ＶＨ、ＶＬを可変とする構成例の三相制御部の制御ブロック図であり、図３０Ａは、ＶＨ、ＶＬを可変とする構成での電圧指令の波形であり、図３０Ｂは、ＶＨ、ＶＬを可変とする構成でのＶＭ中心の操作後電圧指令の波形であり、図３１Ａは、ＶＨ、ＶＬを可変とする構成での正方向通電時の中性点電圧シフト後電圧指令の波形であり、図３１Ｂは、ＶＨ、ＶＬを可変とする構成での負方向通電時の中性点電圧シフト後電圧指令の波形であり、図３２は、相電圧演算処理Ｂ前半（第３パターン）のフローチャートであり、図３３は、第３パターンに対応する中性点電圧シフト後電圧指令の波形であり、図３４は、車両スイッチング直後の動作を示すフローチャートであり、図３５は、図６の構成において図３４のＳ７４１での電流経路を示す図であり、図３６は、三相モータ駆動中に直流モータの駆動又は停止を切り替えるフローチャートであり、図３７は、フェイルセーフ閾値切替のフローチャ－ト（例１）であり、図３８は、フェイルセーフ閾値切替のフローチャ－ト（例２）であり、図３９は、三相モータ駆動中の直流モータの駆動と停止の制御例１を示すタイムチャートであり、図４０は、三相モータ駆動中の直流モータの駆動と停止の制御例２を示すタイムチャートであり、図４１は、二系統機電一体モータの軸方向断面図であり、図４２は、図４１のＸＬＩＩ－ＸＬＩＩ線断面図であり、図４３は、三相二重巻線回転機の構成を示す模式図であり、図４４は、第１１実施形態（二系統、直流モータ×２（片側））の回路構成図であり、図４５は、第１２実施形態（二系統、直流モータ×２（両側））の回路構成図であり、図４６は、第１３実施形態（二系統、直流モータ×４（両側））の回路構成図であり、図４７は、第１４実施形態（二系統、直流モータ×６（両側））の回路構成図であり、図４８は、第１５実施形態（二系統、電源個別）の回路構成図であり、図４９は、その他の実施形態の回路構成図である。

　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。また、原則として第１～第１５実施形態を包括して「本実施形態」という。ただし、駆動対象の直流モータ台数については第１実施形態を除き、主に三台の直流モータを駆動する実施形態を「本実施形態」として説明する。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。

　［システム構成］
　最初に図１～図３Ｂを参照し、本実施形態において「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。図２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、２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ラック９７が設けられている。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。

　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。ＥＰＳシステムでは、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。

　本実施形態では、「直流回転機」としての三台の直流モータ７１０、７２０、７３０が設けられる。ステアリングロックアクチュエータ７１０は、ステアリングホイール９１の近傍に設けられ、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信号がＥＣＵ１０に基づき、ステアリングロックアクチュエータ７１０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。

　また本実施形態では、レーンキープ判定回路１５からのレーンキープフラグＦがＥＣＵ１０に入力される。車両がレーンを逸脱したか、逸脱するおそれがあるとレーンキープ判定回路１５が判定すると、レーンキープフラグＦが生成される。レーンキープフラグＦが入力されると、ＥＣＵ１０は、ドライバに注意を促すためにステアリングホイール９１を振動させる。

　本実施形態では、便宜的に、ステアリングホイール９１を振動させてドライバに注意を促すステアリング振動アクチュエータの機能をステアリングロックアクチュエータ７１０が兼ねるものとする。なお、ステアリングロックアクチュエータは、例えば特開２０１７－１２４７９４号公報に記載されており、ステアリング振動アクチュエータは、例えば特開２０１６－３０４７１号公報に記載されている。

　チルトアクチュエータ７２０及びテレスコピックアクチュエータ７３０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」に含まれ、ステアリングコラム９３に設けられている。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７２０にチルト動作を指示する。すると、図３Ａに示すように、チルトアクチュエータ７２０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。

　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７３０にテレスコピック動作を指示する。すると、図３Ｂに示すように、テレスコピックアクチュエータ７３０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。

　続いて図２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、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２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、反力トルク出力用の回転機が「多相回転機」として用いられる。

　図２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、すなわちステアリングロックアクチュエータ７１０、チルトアクチュエータ７２０及びテレスコピックアクチュエータ７３０は、図１の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の制御の説明において、ＥＰＳシステム９０１とＳＢＷシステム９０２との違いは無い。

　なお、本実施形態で用いられる直流モータ式のアクチュエータは、ステアリングロック、チルト、テレスコピックアクチュエータ等のステアリング系アクチュエータの他、シート系アクチュエータやハンドル格納アクチュエータでもよい。シート系アクチュエータには、シートを前後又は高さ方向にスライドさせたり、背もたれをリクライニングさせたりするものが含まれる。

　三相モータ８００の構成に関し、三相巻線組８０１、８０２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。第１～第１０実施形態は一系統構成であり、第１１～第１５実施形態は、各構成要素が冗長的に設けられた二系統構成である。一系統のモータ構造は一般的な周知技術であるため説明を省略し、二系統のモータ構造については後述する。二系統構成の符号や記号の末尾等に、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。

　次に図４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「機電一体式モータ」として構成されている。一方、三台の直流モータ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おり、ＥＣＵ１０側のコネクタもオプションに応じて未実装で回路基板は共通としてもよい。

　図４に、コネクタ接続構成の一例を示す。この構成例では、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、７３０の配線が接続される。

　なお、各直流モータ７１０、７２０、７３０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、７３０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。

　ステアリングロックアクチュエータ７１０との接続は、モータ線（Ｍ＋、Ｍ－）の２本である。チルトアクチュエータ７２０及びテレスコピックアクチュエータ７３０との接続は、モータ線（Ｍ＋、Ｍ－）、位置センサ電源線、位置センサ信号線、グランド線の５本である。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、位置センサを使わない構成とすることもできる。図４には、チルトスイッチ１２、テレスコピックスイッチ１３からＣＡＮ通信により信号を受信する例を記載したが、アナログ電圧信号を受け取る場合、信号系コネクタ５９２に含めて接続可能である。なお、直流モータ７１０、７２０、７３０毎にコネクタを分けてもよい。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。

　［一系統三相モータを駆動対象とする回路構成］
　次に図５～図１４の回路構成図を参照し、一系統三相モータ８００を駆動対象とするＥＣＵ１０の構成例を第１～第１０実施形態として説明する。ＥＣＵの符号は、構成の違いにかかわらず、全ての実施形態において「１０」を用いる。各図に示される要素のうち、三相モータ８００の三相巻線組８０１及び直流モータ７１０、７２０、７３０以外の部分がＥＣＵ１０である。

　第１、第２実施形態は本開示の基本構成である。特に第１実施形態は、一台の三相モータ８００及び一台の直流モータ７１０のみを駆動対象とする最小限の構成の開示を目的とするものであり、図１～図３Ｂのシステム構成とは直接対応しない。一台の三相モータ８００及び三台の直流モータ７１０、７２０、７３０を駆動対象とする第２実施形態が図１～図３Ｂのシステム構成と直接対応する。第３実施形態以下では、第２実施形態の構成を基本として応用的な構成が付加される。

　（第１実施形態）
　図５に第１実施形態のＥＣＵ１０の全体構成を示す。三相モータ８００の三相巻線組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。中性点Ｎ１の電圧を中性点電圧Ｖｎ１とする。なお、三相モータの符号「８００」、及び、三相巻線の符号「８１１、８１２、８１３」は図５にのみ記載し、図６～図１４には記載を省略する。後述する二系統構成の説明に係る図４３に示されるように、三相モータ８００の各相には、回転数と位相のｓｉｎ値との積に比例した逆起電圧が発生する。三相モータ８００の電気角θは回転角センサにより検出される。

　ＥＣＵ１０は、「多相電力変換器」としての一つのインバータ６０１、「直流回転機用スイッチ」としての二つの直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ、ＭＵ１Ｌ、及び制御部３０を備える。インバータ６０１は、高電位線ＢＨ１を介して電源Ｂｔ１の正極と接続され、低電位線ＢＬ１を介して電源Ｂｔ１の負極と接続されている。電源Ｂｔ１は、例えば基準電圧１２［Ｖ］のバッテリである。また、電源Ｂｔ１からインバータ６０１に入力される直流電圧を「入力電圧Ｖｒ１」と記す。インバータ６０１の電源Ｂｔ１側には高電位線ＢＨ１と低電位線ＢＬ１との間にコンデンサＣ１が設けられている。

　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Ｂｔ１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、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。

　インバータ６０１の各相の下アーム素子ＩＵ１Ｌ、ＩＶ１Ｌ、ＩＷ１Ｌと低電位線ＢＬ１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。インバータ６０１に流れる相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１に対し、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。

　「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。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」と記す。第５実施形態以外の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌは、インバータ６０１と共通の電源Ｂｔ１に対しインバータ６０１と並列に、高電位線ＢＨ１と低電位線ＢＬ１との間に設けられている。

　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の第１端子Ｔ１とは反対側の端部である第２端子Ｔ２は、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌの直流モータ端子Ｍ１に接続されている。したがって、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌは、直流モータ７１０を介して三相巻線組８０１のＵ１相に接続されている。直流モータ用スイッチの符号「ＭＵ１Ｈ／Ｌ」の「Ｕ」はＵ１相を意味し、「１」は１台目の直流モータ７１０を意味する。

　直流モータ７１０において、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２に向かう電流の方向を正方向とし、第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１に向かう電流の方向を負方向とする。第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間には電圧Ｖｘが印加される。直流モータ７１０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。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。つまり、比例定数をＥとすると、逆起電圧Ｅ１は、式「Ｅ１＝－Ｅω１」で表される。なお、第１端子及び第２端子の符号「Ｔ１、Ｔ２」は図５にのみ記載し、図６以下では記載を省略する。

　直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌは、デューティ制御等によるスイッチングにより、直流モータ端子Ｍ１の電圧Ｖｍ１を可変とする。ここで、直流モータ７１０に通電される電流は三相モータ８００に流れる相電流よりも小さいため、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／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る。

　本実施形態の回路構成について補足すると、複数のインバータ及び複数の三相巻線組を備える構成において、直流モータの第２端子は直流モータ用スイッチのみに接続され、第１端子が接続された三相巻線組とは別の三相巻線組には直接接続されない。つまり、直流モータが接続されるインバータとは別のインバータのインバータスイッチング素子が、その直流モータに対する直流モータ用スイッチを兼ねることはない。要するに、直流モータ用スイッチはインバータスイッチング素子とは独立して設けられている。このように構成すれば、直流モータ用スイッチをオフとすることで、インバータスイッチング素子がオンである場合にも直流モータへの通電だけを停止することができる。

　制御部３０は、三相モータ８００の電気角θ、三相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を取得する。制御部３０は、三相モータ８００に対するｄｑ軸電流指令値Ｉｄ^*、Ｉｑ^*、及び、直流モータ７１０に対する直流電流指令値Ｉ１^*に基づき、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の動作を操作する。制御部３０の制御構成の詳細は、図１５～図１６Ｂを参照して後述する。また、図６以後の回路構成図では、制御部３０及び入力信号の図示を省略する。

　（第２実施形態）
　図６に示す第２実施形態では、三相巻線組８０１のＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相に三台の直流モータ７１０、７２０、７３０が接続される。ここでは、各直流モータの名称を図１～図３Ｂのシステム構成に即して記載する。ステアリングロックアクチュエータ７１０の第１端子は、三相巻線組８０１のＵ１相電流経路の分岐点Ｊｕに接続されている。チルトアクチュエータ７２０の第１端子は、三相巻線組８０１のＶ１相電流経路の分岐点Ｊｖに接続されている。テレスコピックアクチュエータ７３０の第１端子は、三相巻線組８０１のＷ１相電流経路の分岐点Ｊｗに接続されている。

　第２実施形態では、三台の直流モータ７１０、７２０、７３０に対応し、三組の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌが設けられている。ステアリングロックアクチュエータ７１０の第２端子は、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌの直流モータ端子Ｍ２に接続されている。チルトアクチュエータ７２０の第２端子は、直流モータ用スイッチＭＶ２Ｈ／Ｌの直流モータ端子Ｍ２に接続されている。テレスコピックアクチュエータ７３０の第２端子は、直流モータ用スイッチＭＷ３Ｈ／Ｌの直流モータ端子Ｍ３に接続されている。

　直流モータ用スイッチの符号「ＭＶ２Ｈ／Ｌ」の「Ｖ」はＶ１相を意味し、「２」は２台目の直流モータ７２０を意味する。符号「ＭＷ３Ｈ／Ｌ」の「Ｗ」はＷ１相を意味し、「３」は３台目の直流モータ７３０を意味する。直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌは、デューティ制御等によるスイッチングにより、直流モータ端子Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３の電圧Ｖｍ１、Ｖｍ２、Ｖｍ３をそれぞれ可変とする。

　以下、一台以上の直流モータのうち通電対象として選択された一台の直流モータを「特定直流モータ」という。ＥＣＵ１０は、三相モータ８００に通電すると同時に「特定直流モータ」に通電可能である。特定直流モータに選択された直流モータ７１０、７２０、７３０に通電される直流電流をＩ１、Ｉ２、Ｉ３と記す。直流電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の正負により、直流モータ７１０、７２０、７３０は正転又は逆転する。また、特定直流モータへの通電時、回転数に比例した逆起電圧が発生する。各直流モータ７１０、７２０、７３０に発生する逆起電圧をＥ１、Ｅ２、Ｅ３と記す。

　以下、第２～第１５実施形態では、二台～六台の複数の直流モータが三相巻線組８０１、８０２に接続されている。本実施形態では、三相巻線組８０１、８０２の一相に接続される直流モータは一台以下である。つまり、三相巻線組には三台以下、Ｎ相巻線組にはＮ台以下の直流モータが接続可能である。そして、複数台の直流モータが接続される構成では、（Ａ）一組の三相巻線組８０１の複数相に複数台の直流モータが接続されているか、又は、（Ｂ）複数組の三相巻線組８０１、８０２の各一相以上に合計で複数台の直流モータが接続されている。第２～第１５実施形態のうち、第１２実施形態以外が（Ａ）の例に該当し、第１２～第１５実施形態が（Ｂ）の例に該当する。

　（第３実施形態）
　図７に示す第３実施形態では、第２実施形態に対し、三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１、及び、直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＵ１Ｒ、ＭＶ２ｒ、ＭＶ２Ｒ、ＭＷ３ｒ、ＭＷ３Ｒをさらに含む。各モータリレーは、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る。図７以下に示す各実施形態では、各モータリレーは、寄生ダイオードを有するＭＯＳＦＥＴにより構成される。

　三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１は、インバータ６０１と三相巻線組８０１との間の各相電流経路に設けられている。詳しくは、直流モータ７１０、７２０、７３０が接続されるＵ１、Ｖ１、Ｗ１相では、各相電流経路における直流モータ７１０、７２０、７３０への分岐点Ｊｕ、Ｊｖ、Ｊｗよりも三相モータ８００側に三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１が設けられている。

　例えば三相モータ８００に通電するとき、制御部３０は、三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１をオンする。一方、三相モータ８００に通電しないとき、制御部３０は、三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１をオフする。三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１は、オフ時に三相モータ８００からインバータ６０１への電流、すなわち逆起電力による電流を遮断可能である。また、例えばインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈがショート故障した場合であっても、逆起電圧により三相モータ８００からインバータ６０１に流れる電流を遮断することができる。

　直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＵ１Ｒ、ＭＶ２ｒ、ＭＶ２Ｒ、ＭＷ３ｒ、ＭＷ３Ｒは、各相電流経路の分岐点Ｊｕ、Ｊｖ、Ｊｗよりも直流モータ７１０、７２０、７３０側に設けられている。ここで、オフ時に正方向の電流を遮断する直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＶ２ｒ、ＭＷ３ｒを「正方向の直流モータリレー」といい、オフ時に負方向の電流を遮断する直流モータリレーＭＵ１Ｒ、ＭＶ２Ｒ、ＭＷ３Ｒを「負方向の直流モータリレー」という。

　図７の例では、ＭＯＳＦＥＴのソース端子同士が隣接するように、正方向直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＶ２ｒ、ＭＷ３ｒが分岐点Ｊｕ、Ｊｖ、Ｊｗ側、負方向直流モータリレーＭＵ１Ｒ、ＭＶ２Ｒ、ＭＷ３Ｒが直流モータ７１０、７２０、７３０側に直列接続される。直流モータ７１０に直列接続された正方向モータリレーＭＵ１ｒ及び負方向モータリレーＭＵ１Ｒをまとめて、符号を「ＭＵ１ｒ／Ｒ」と記す。同様に、直流モータ７２０、７３０に直列接続された正負両方向のモータリレーの符号を、それぞれ、「ＭＶ２ｒ／Ｒ」、「ＭＷ３ｒ／Ｒ」と記す。

　第３実施形態では、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌに加え、直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒを用いて直流モータ７１０、７２０、７３０への通電及び遮断を切り替え可能である。例えば、直流モータ７１０について、高電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈがショート故障した場合であっても、直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒをオフすることで、直流モータ７１０を安全に停止させることができる。

　（電源リレー及び雑防素子）
　以下の第４～第１０実施形態のＥＣＵ１０は、電源リレー及び雑防素子をさらに含む。電源リレーは、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Ｂｔ１から負荷への通電を遮断可能である。例えば電源リレーがＭＯＳＦＥＴにより構成される場合、寄生ダイオードの向きによりオフ時にも一方向に電流が流れるため、どの方向の電流を遮断可能であるか区別する必要がある。

　本明細書では、電源Ｂｔ１の電極が正規の向きに接続されたとき電流が流れる方向を正方向といい、オフ時に正方向の電流を遮断する電源リレーを「正方向の電源リレー」という。また、電源Ｂｔ１の電極が正規の向きとは逆向きに接続されたとき電流が流れる方向を負方向といい、オフ時に負方向の電流を遮断する電源リレーを「負方向の電源リレー」という。負方向の電源リレーは、一般に「逆接防止リレー」又は「逆接保護リレー」と呼ばれるものであるが、本明細書では正負方向の直流モータリレーとの用語の統一のため、「負方向の電源リレー」という。

　電源Ｂｔ１からインバータ６０１への電流経路に設けられる正方向電源リレーの符号を「Ｐ１ｒ」、負方向電源リレーの符号を「Ｐ１Ｒ」と記す。一般に、正方向電源リレーＰ１ｒが電源Ｂｔ１側、負方向電源リレーＰ１Ｒがインバータ６０１側に直列接続される。直列接続された正方向電源リレーＰ１ｒ及び負方向電源リレーＰ１Ｒをまとめて、符号を「Ｐ１ｒ／Ｒ」と記す。また、電源Ｂｔ１から直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌへの電流経路に別の電源リレーが設けられる構成において、別の正方向電源リレー及び負方向電源リレーの符号をそれぞれ「Ｐｄｒ」、「ＰｄＲ」と記し、まとめて「Ｐｄｒ／Ｒ」と記す。

　雑防素子は、ノイズフィルタとして機能するコイル及びコンデンサである。インバータ６０１の入力部に設けられる雑防素子の符号を「Ｌ１」及び「Ｃ１」と記す。また、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌの入力部に別の雑防素子が設けられる構成において、別の雑防素子の符号を「Ｌｄ」及び「Ｃｄ」と記す。

　（第４実施形態）
　図８に示す第４実施形態では、インバータ６０１及び直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌに対し、正負両方向の電源リレー、並びに、雑防素子としてのコイル及びコンデンサが個別に設けられている。すなわち、電源Ｂｔ１とインバータ６０１との間には、電源リレーＰ１ｒ／Ｒ、コイルＬ１及びコンデンサＣ１が設けられている。電源Ｂｔ１と直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌとの間には、電源リレーＰｄｒ／Ｒ、コイルＬｄ及びコンデンサＣｄが設けられている。

　直流モータ用スイッチ側の電源リレーＰｄｒ／Ｒは、電源Ｂｔ１から直流モータ７１０、７２０、７３０への通電を遮断し、インバータ側の電源リレーＰ１ｒ／Ｒは、電源Ｂｔ１から三相モータ８００への通電を遮断する。ここで、直流モータ７１０、７２０、７３０に通電される電流は三相モータ８００に流れる相電流よりも小さいため、直流モータ用スイッチ側の電源リレーＰｄｒ／Ｒは、インバータ側の電源リレーＰ１ｒ／Ｒよりも電流容量が小さいスイッチが使用される。

　（第５実施形態）
　図９に示す第５実施形態では、第４実施形態に対し電源の接続構成が異なる。第５実施形態では、インバータ６０１及び直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌは、個別の電源Ｂｔ１、Ｂｔｄに接続されている。電源Ｂｔｄから直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌに入力される直流電圧を「入力電圧Ｖｒｄ」と記す。なお、個別の電源Ｂｔ１、Ｂｔｄは、大元の共通電源から別の配線やヒューズを経由して分岐されたものであってもよい。図９に（＊）印で示す、電源Ｂｔ１の正極と電源Ｂｔｄの正極との間の破線は、二つの電源Ｂｔ１、Ｂｔｄが大元の共通電源に接続されていることを表す。この構成により、電源ノイズや電源電圧変動等の影響を互いに抑制したり、隔離したりすることができる。

　（第６、第７実施形態）
　図１０、図１１に示す第６、第７実施形態では、正方向電源リレー及び雑防素子については第４実施形態と同様に、インバータ６０１及び直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌに対して個別に設けられている。ただし、負方向電源リレーＰＲ１については、インバータ６０１及び直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌに対して共通に設けられている。共通の負方向電源リレーＰ１Ｒは、第６実施形態では電源Ｂｔ１の負極側に設けられており、第７実施形態では電源Ｂｔ１の正極側に設けられている。このように、正方向電源リレーＰ１ｒ、Ｐｄｒと負方向電源リレーＰ１Ｒとの配置構成が異なってもよい。

　（第８実施形態）
　図１２に示す第８実施形態では、第４実施形態に対し、正負両方向の電源リレーＰ１ｒ／Ｒ、並びに、雑防素子としてのコイルＬ１及びコンデンサＣ１がインバータ６０１及び直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌに対して共通に設けられている。この構成により、各素子の数を減らすことができる。

　（第９実施形態）
　図１３に示す第９実施形態では、第８実施形態に対し、負方向の直流モータリレーＭＵ１Ｒ、ＭＶ２Ｒ、ＭＷ３Ｒを無くす代わりに、共通の負方向リレーＭｃｏｍＲが高電位線ＢＨ１に設けられている。共通の負方向リレーＭｃｏｍＲは、オフ時に直流モータ７１０、７２０、７３０の負方向に流れる電流を遮断可能である。この構成により、負方向リレーの数を減らすことができる。

　（第１０実施形態）
　図１４に示す第１０実施形態では、第８実施形態に対し、正方向の直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＶ２ｒ、ＭＷ３ｒを無くす代わりに、共通の正方向リレーＭｃｏｍｒが低電位線ＢＬ１に設けられている。共通の正方向リレーＭｃｏｍｒは、オフ時に直流モータ７１０、７２０、７３０の正方向に流れる電流を遮断可能である。この構成により、正方向リレーの数を減らすことができる。

　［ＥＣＵの制御構成］
　次に、ＥＣＵ１０の制御構成について説明する。この部分の説明では、上記実施形態のうち主に、三台の直流モータ７１０、７２０、７３０を駆動し、且つ、三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１及び直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒを備える第３～第８実施形態を想定する。

　図１５～図１６Ｂを参照し、制御部３０の詳細構成について説明する。制御部３０は、マイコン、駆動回路等で構成され、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ている。制御部３０は、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、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌ、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌの動作や、直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒ及び三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１の開閉を操作する。

　制御部３０は、三相制御部３０１及び直流制御部４０を含む。図１５に示すように、三相制御部３０１は、電流制限値演算部３１１、温度推定演算部３２１、相電流演算部３３１、三相二相変換部３４１、電流偏差算出器３５１、制御器３６１、二相三相変換部３７１、相電圧演算部３８１、直流モータ端子電圧演算部３８３を有する。

　三相制御部３０１には、トルクセンサ９４が検出した操舵トルクＴｓに基づいて演算されたｄｑ軸電流指令値Ｉｄ^*、Ｉｑ^*が入力される。電流制限値演算部３１１は、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄ^*、Ｉｑ^*及び推定温度Ｈ＿ｅｓｔ１に基づき、電流制限後のｄｑ軸電流指令値Ｉｄ１^**、Ｉｑ１^**を演算する。インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌ等の温度上昇により耐熱温度を超えることを防止するため、推定温度Ｈ＿ｅｓｔ１が高いほど電流制限値が低く設定される。

　温度推定演算部３２１は、相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１に基づき、電流二乗値と抵抗との積（Ｉ²Ｒ）から通電による上昇温度を算出し、インバータ６０１の基板温度を推定する。一般に三相モータ制御では座標変換後のｄｑ軸電流に基づいて上昇温度を算出するが、本実施形態では特定直流モータへも通電されるため、温度推定部位に応じた電流に基づき上昇温度を算出する。例えば電気回路は相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１に基づき推定し、コイルは相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１に基づき算出した電源電流に基づいて推定する。モータの温度は通電される電流が差し引かれる前の相電流を用いる必要があるため、一般の三相モータ制御とは異なる構成を採用する。

　相電流演算部３３１は、インバータ６０１を流れる相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１に基づき、三相巻線組８０１に通電されるモータ相電流Ｉｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃、及び、特定直流モータに通電される直流電流Ｉ１、Ｉ２もしくはＩ３を演算する。モータ相電流Ｉｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃は三相二相変換部３４１に出力される。相電流演算部３３１が演算した直流電流Ｉ１、Ｉ２もしくはＩ３は直流制御部４０に出力される。相電流演算の詳細は、図１８等を参照して後述する。

　三相二相変換部３４１は、電気角θを用いてモータ相電流Ｉｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃を座標変換し、ｄｑ軸電流Ｉｄ１、Ｉｑ１を電流偏差算出器３５１にフィードバックする。電流偏差算出器３５１は、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄ１^**、Ｉｑ１^**からｄｑ軸電流Ｉｄ１、Ｉｑ１を減算し、電流偏差ΔＩｄ１、ΔＩｑ１を算出する。制御器３６１は、電流偏差ΔＩｄ１、ΔＩｑ１を０に近づけるように、ＰＩ制御等によりｄｑ軸電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１を演算する。二相三相変換部３７１は、電気角θを用いてｄｑ軸電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１を座標変換して三相電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を演算する。

　相電圧演算部３８１は、三相電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、及び直流制御部４０から入力される直流モータ印加電圧Ｖｘに基づき、操作後相電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃を演算する。直流モータ端子電圧演算部３８３は、操作後相電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃及び直流モータ印加電圧Ｖｘに基づき、直流モータ端子電圧Ｖｍ１、Ｖｍ２、Ｖｍ３を演算する。相電圧演算及び直流モータ端子電圧演算の詳細は、図１９～図２４等を参照して後述する。

　図１６Ａに示すように、直流制御部４０は電流偏差算出器４５及び制御器４６を有する。電流偏差算出器４５は、特定直流モータに対する直流電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*もしくはＩ３^*から、相電流演算部３３１により演算された直流電流Ｉ１、Ｉ２もしくはＩ３を減算し、電流偏差ΔＩ１、ΔＩ２もしくはΔＩ３を算出する。制御器４６は、電流偏差ΔＩ１、ΔＩ２もしくはΔＩ３を０に近づけるように、ＰＩ制御等により直流モータへの印加電圧Ｖｘを演算し、三相制御部３０１の相電圧演算部３８１に出力する。なお、印加電圧Ｖｘは直流モータ毎に独立して設定されてもよいが、便宜上、「Ｖｘ」の記号を全ての直流モータに共通に用いる。また、図１６Ｂに示すように、電流偏差を算出せずに、直流電流指令値Ｉ１^*、Ｉ２^*もしくはＩ３^*からマップ演算などで直流モータへの印加電圧Ｖｘを演算してもよい。

　次に図１７のフローチャートを参照し、ＥＣＵ１０の全体的な動作について説明する。以下のフローチャートの説明で、記号「Ｓ」はステップを示す。前出のフローチャートと実質的に同一のステップには同一のステップ番号を付して説明を省略する。図１７のルーチンは、車両スイッチ１１のオンによりスタートする。Ｓ０１については、二巡目以降のルーチンで説明する。スタート後の一巡目、すなわち初回ルーチンでは、Ｓ０１でＮＯと判断され、Ｓ１１に移行する。

　初回ルーチンでは、Ｓ１１でＹＥＳと判断され、Ｓ１２に移行する。制御部３０は、Ｓ１２でチルトアクチュエータ７２０及びテレスコピックアクチュエータ７３０を駆動し、チルト及びテレスコピックを記憶位置に移動させる。また制御部３０は、Ｓ１３でステアリングロックアクチュエータ７１０を駆動し、ステアリングロックを解除する。二巡目以降のルーチンでは、Ｓ１１でＮＯと判断され、Ｓ１２、Ｓ１３がスキップされる。

　制御部３０は、Ｓ１４で三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１及び直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒをオンし、トルク要求に応じて三相モータ８００又は直流モータ７１０、７２０、７３０が駆動可能な状態とする。

　Ｓ１５～Ｓ２３は、三台の直流モータ７１０、７２０、７３０のうち、一台の特定直流モータを選択するステップである。Ｓ１５で制御部３０は、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜がトルク閾値Ｔｓ＿ｔｈ（例えば５［Ｎｍ］）未満であるか判断する。ここで、操舵トルクＴｓは、ステアリングホイール９１に付与されるトルクの方向に応じて、例えば左回転方向が正、右回転方向が負と定義される。基本的に回転方向による特性の違いはないため、両方向の操舵トルクＴｓを包括して、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜がトルク閾値Ｔｓ＿ｔｈと比較される。

　操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜がトルク閾値Ｔｓ＿ｔｈ以上の場合、つまり、ドライバによる操舵中は、Ｓ１５でＮＯと判断される。操舵中にはチルトやテレスコピックを移動させないことが好ましいため、各直流モータ７１０、７２０、７３０への通電は行われず、Ｓ０１の前に戻る。一方、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜がトルク閾値Ｔｓ＿ｔｈ未満の場合、つまり、ドライバが実質的に操舵中でないとき、Ｓ１５でＹＥＳと判断され、Ｓ１６に移行する。

　Ｓ１６では、レーンキープ判定回路１５からレーンキープフラグＦが入力されたか否か判断される。Ｓ１６でＹＥＳと判断されると、Ｓ２１で制御部３０は、ステアリング振動アクチュエータとしての機能を兼ねるステアリングロックアクチュエータ７１０を駆動する。この場合、ステアリングロックアクチュエータ７１０は、ステアリングホイール９１を振動させることにより、ドライバに注意を促す。

　Ｓ１６でＮＯと判断された場合、Ｓ１７では、車速Ｖが車速閾値Ｖ＿ｔｈ未満（例えば３０［ｋｍ／ｈ］）であるか判断される。車速Ｖが車速閾値Ｖ＿ｔｈ以上でありＳ１７でＮＯと判断される高速走行時には、チルトやテレスコピックを移動させないことが好ましい。したがって、チルトアクチュエータ７２０及びテレスコピックアクチュエータ７３０へは通電されず、Ｓ０１の前に戻る。一方、車速Ｖが車速閾値Ｖ＿ｔｈ未満でありＳ１７でＹＥＳと判断される低速走行時には、チルトアクチュエータ７２０及びテレスコピックアクチュエータ７３０への通電が許容される。

　チルトスイッチ１２からのチルト入力がある場合、Ｓ１８でＹＥＳと判断され、Ｓ２２で制御部３０は、チルトアクチュエータ７２０を駆動する。また、Ｓ１８でＮＯであり、テレスコピックスイッチ１３からテレスコピック入力がある場合、Ｓ１９でＹＥＳと判断され、Ｓ２３で制御部３０は、テレスコピックアクチュエータ７３０を駆動する。

　Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３で各直流モータ７１０、７２０、７３０が駆動した後、或いはＳ１５又はＳ１７でＮＯと判断されると、Ｓ０１の前に戻り、車両スイッチ１１がオフされたか否か判断される。車両スイッチ１１がオンのままであり、Ｓ０１でＮＯと判断されると、Ｓ１１以後のルーチンが繰り返される。車両スイッチ１１がオフされ、Ｓ０１でＹＥＳと判断されると、Ｓ０２で制御部３０は、三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１及び直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒをオフする。その後、Ｓ０３で制御部３０は、ステアリングロックアクチュエータ７１０を駆動してステアリングをロックし、処理を終了する。

　次に図１８のフローチャート及び図２５、図２６の電流波形図を参照し、相電流演算部３３１による相電流演算処理について説明する。制御部３０は、インバータ６０１から三相巻線組８０１に流れ込む電流についてキルヒホッフの法則を適用し、三相モータ８００に通電されるモータ相電流Ｉｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃、及び、直流モータ７１０、７２０、７３０に通電される電流Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を算出する。ここで、通電される特定直流モータが接続される相を「特定相」と定義し、特定相以外の相を「非特定相」と定義する。

　特定直流モータとしてステアリングロックアクチュエータ７１０が駆動される場合、Ｓ３２でＹＥＳと判断され、Ｓ３５Ａに移行する。Ｓ３５Ａでは、三相巻線組８０１に通電されるモータ相電流Ｉｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃、及び、ステアリングロックアクチュエータ７１０に通電される電流Ｉ１が式（１．１ａ）～（１．４ａ）により演算される。この場合、Ｕ１相が特定相であり、Ｖ１相及びＷ１相が非特定相である。

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

　式（１．１ａ）では、非特定相であるＶ１相、Ｗ１相の電流センサＳＡＶ１、ＳＡＷ１で検出される電流値Ｉｖ１、Ｉｗ１から、キルヒホッフの法則により、特定相であるＵ１相に流れる電流値Ｉｕ１＃が推定電流値として算出される。式（１．４ａ）では、推定電流値Ｉｕ１＃と、特定相であるＵ１相の電流センサＳＡＵで検出される電流値Ｉｕ１とから、特定直流モータ７１０に流れる電流Ｉ１が算出される。

　図２５に、インバータ６０１に流れるインバータ相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１の波形を示す。また、図２６に、Ｓ３５Ａで三相巻線組８０１に通電されるモータ相電流Ｉｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃の波形を示す。インバータ相電流Ｉｕ１は、二点鎖線で示すモータ相電流Ｉｕ１＃に対してオフセットしており、このオフセット分が直流電流Ｉ１に相当する。

　特定直流モータとしてチルトアクチュエータ７２０が駆動される場合、Ｓ３２でＮＯ、Ｓ３３でＹＥＳと判断され、Ｓ３５Ｂに移行する。Ｓ３５Ｂでは、三相巻線組８０１に通電されるモータ相電流Ｉｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃、及び、チルトアクチュエータ７２０に通電される電流Ｉ２が式（１．１ｂ）～（１．４ｂ）により演算される。この場合、Ｖ１相が特定相であり、Ｕ１相及びＷ１相が非特定相である。キルヒホッフの法則により、特定相の推定電流値Ｉｖ１＃が算出され、推定電流値Ｉｖ１＃と特定相の検出電流値Ｉｖ１とから、特定直流モータ７２０に流れる電流Ｉ２が算出される。

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

　特定直流モータとしてテレスコピックアクチュエータ７３０が駆動される場合、Ｓ３２でＮＯ、Ｓ３３でＮＯ、Ｓ３４でＹＥＳと判断され、Ｓ３５Ｃに移行する。Ｓ３５Ｃでは、三相巻線組８０１に通電されるモータ相電流Ｉｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃、及び、テレスコピックアクチュエータ７３０に通電される電流Ｉ３が式（１．１ｃ）～（１．４ｃ）により演算される。この場合、Ｗ１相が特定相であり、Ｕ１相及びＶ１相が非特定相である。キルヒホッフの法則により、特定相の推定電流値Ｉｗ１＃が算出され、推定電流値Ｉｗ１＃と特定相の検出電流値Ｉｗ１とから、特定直流モータ７３０に流れる電流Ｉ３が算出される。

　Ｉｕ１＃＝Ｉｕ１　・・・（１．１ｃ）
　Ｉｖ１＃＝Ｉｖ１　・・・（１．２ｃ）
　Ｉｗ１＃＝－Ｉｕ１－Ｉｖ１　・・・（１．３ｃ）
　Ｉ３＝Ｉｗ１－Ｉｗ１＃　・・・（１．４ｃ）

　Ｓ３４でＮＯと判断された場合、いずれの直流モータ７１０、７２０、７３０も駆動されず、Ｓ３５Ｄに移行する。Ｓ３５Ｄでは、三相巻線組８０１に通電されるモータ相電流Ｉｕ１＃、Ｉｖ１＃、Ｉｗ１＃が式（１．１ｄ）～（１．３ｄ）により演算される。

　Ｉｕ１＃＝Ｉｕ１　・・・（１．１ｄ）
　Ｉｖ１＃＝Ｉｖ１　・・・（１．２ｄ）
　Ｉｗ１＃＝Ｉｗ１　・・・（１．３ｄ）

　次に図１９～図２２のフローチャート、及び図２７Ａ～図２８Ｂの電圧波形図を参照し、相電圧演算部３８１による相電圧演算処理について説明する。図１９にはインバータ６０１の通電相を決定する相電圧演算処理（Ｉ）を示し、図２０、図２２には、直流モータ７１０、７２０、７３０の通電方向に応じて中性点電圧Ｖｎ１及び操作後相電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃を演算する２パターンの相電圧演算処理（ＩＩ）を示す。相電圧演算処理（ＩＩ）の第１パターンは、図２１の相電圧演算処理（ＩＩＩ）と組み合わされてもよい。相電圧演算処理（ＩＩＩ）では、操作後相電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃に基づき、上べた変調処理又は下べた変調処理を行う。本演算により、三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０、７３０のいずれかを同時に通電することができるとともに、電源電圧の制約内で三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０、７３０の出力範囲を大きくすることができる。

　相電圧演算処理（Ｉ）について、図１９のＳ３１では、三相モータ８００の出力電圧が所定値未満であるか否か判断され、ＹＥＳの場合、Ｓ３２に移行する。三相モータ８００の出力電圧が所定値以上であり、Ｓ３１でＮＯと判断された場合、制御部３０は、三相モータ８００の出力電圧の確保を優先し、直流モータ７１０、７２０、７３０への通電を行わない。

　ステアリングロックアクチュエータ７１０が駆動される場合、Ｓ３２でＹＥＳと判断され、Ｓ３６Ａ、Ｓ３７Ａに移行する。Ｓ３６Ａでは、直流モータリレーＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒがオフ、ＭＵ１ｒ／Ｒがオンされ、Ｓ３７Ａでは、Ｕ１相で通電される。

　チルトアクチュエータ７２０が駆動される場合、Ｓ３２でＮＯ、Ｓ３３でＹＥＳと判断され、Ｓ３６Ｂ、Ｓ３７Ｂに移行する。Ｓ３６Ｂでは、直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒがオフ、ＭＶ２ｒ／Ｒがオンされ、Ｓ３７Ｂでは、Ｖ１相で通電される。

　テレスコピックアクチュエータ７３０が駆動される場合、Ｓ３２でＮＯ、Ｓ３３でＮＯ、Ｓ３４でＹＥＳと判断され、Ｓ３６Ｃ、Ｓ３７Ｃに移行する。Ｓ３６Ｃでは、直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒがオフ、ＭＷ３ｒ／Ｒがオンされ、Ｓ３７Ｃでは、Ｗ１相で通電される。

　Ｓ３１またはＳ３４でＮＯと判断された場合、いずれの直流モータ７１０、７２０、７３０も駆動されず、Ｓ３６Ｄ、Ｓ３７Ｄに移行する。Ｓ３６Ｄでは、全ての直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒがオフされ、Ｓ３７Ｄでは通常の制御、すなわち三相モータ８００のみへの通電が行われる。

　相電圧演算処理（ＩＩ）の第１パターンについて、図２０を参照する。ここで、例えば直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌもしくはインバータ６０１の、入力電圧Ｖｒ１もしくは制御上の基準電圧Ｖｒｅｆが１２［Ｖ］の場合、ＶＨ＝１０［Ｖ］、ＶＭ＝６［Ｖ］、ＶＬ＝２［Ｖ］のように、ＶＨ、ＶＭ、ＶＬが既定値として設定されている（図２８Ａ、図２８Ｂ参照）。

　正方向に通電する場合、Ｓ４１でＹＥＳと判断され、Ｓ５１Ｆに移行する。Ｓ５１Ｆでは、通電相に応じて、Ｕ１相通電の場合、式（２．１ｕ）、Ｖ１相通電の場合、式（２．１ｖ）、Ｗ１相通電の場合、式（２．１ｗ）により、中性点電圧Ｖｎ１が演算される。こうして制御部３０は、中性点電圧Ｖｎ１を高くするように調整する。

　Ｖｎ１＝－Ｖｕ１＋ＶＨ　・・・（２．１ｕ）
　Ｖｎ１＝－Ｖｖ１＋ＶＨ　・・・（２．１ｖ）
　Ｖｎ１＝－Ｖｗ１＋ＶＨ　・・・（２．１ｗ）

　負方向に通電する場合、Ｓ４１でＮＯ、Ｓ４２でＹＥＳと判断され、Ｓ５１Ｒに移行する。Ｓ５１Ｒでは、通電相に応じて、Ｕ１相通電の場合、式（２．２ｕ）、Ｖ１相通電の場合、式（２．２ｖ）、Ｗ１相通電の場合、式（２．２ｗ）により、中性点電圧Ｖｎ１が演算される。こうして制御部３０は、中性点電圧Ｖｎ１を低くするように調整する。

　Ｖｎ１＝－Ｖｕ１＋ＶＬ　・・・（２．２ｕ）
　Ｖｎ１＝－Ｖｖ１＋ＶＬ　・・・（２．２ｖ）
　Ｖｎ１＝－Ｖｗ１＋ＶＬ　・・・（２．２ｗ）

　正方向にも負方向にも通電しない場合、Ｓ４１でＮＯ、Ｓ４２でＮＯと判断され、Ｓ５１Ｎに移行する。Ｓ５１Ｎでは、式（２．３）により、中性点電圧Ｖｎ１が演算される。
　Ｖｎ１＝ＶＭ　・・・（２．３）

　Ｓ５１Ｆ、Ｓ５１Ｒ、Ｓ５１Ｎの後、相電圧演算処理（ＩＩＩ）を行わない場合、共通にＳ５４に移行する。相電圧演算処理（ＩＩＩ）を行う場合、破線矢印で示すように連結記号Ｆ、Ｒ、Ｎを介して図２１に連結される。Ｓ５４では、式（３．１）～（３．３）により各相の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に中性点電圧Ｖｎ１が加算され、操作後電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃が演算される。ここで、図１５に示す制御ブロック図の相電圧演算部３８１は、相電圧振幅にかかわらずＶＨ、ＶＬを固定値として相電圧を演算する。

　図２７Ａに示すように、二相三相変換部３７１が出力する相電圧演算処理前の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１は、０［Ｖ］を中心とする正弦波状である。直流モータ７１０、７２０、７３０の停止時、図２７Ｂに示すように、相電圧演算部３８１は、ＶＭ（６［Ｖ］）中心の操作後電圧指令を出力する。

　直流モータ７１０、７２０、７３０の駆動時、相電圧演算部３８１は三相モータ８００の中性点電圧Ｖｎ１をシフトする。図２８Ａに示すように、Ｕ１相の正方向に通電する場合、通電相の操作後電圧Ｖｕ１＃となるＶＨは１０［Ｖ］で一定である。図２８Ｂに示すように、Ｕ１相の負方向に通電する場合、通電相の操作後電圧Ｖｕ１＃となるＶＬは２［Ｖ］で一定である。

　Ｖｕ１＃＝Ｖｕ１＋Ｖｎ１　・・・（３．１）
　Ｖｖ１＃＝Ｖｖ１＋Ｖｎ１　・・・（３．２）
　Ｖｗ１＃＝Ｖｗ１＋Ｖｎ１　・・・（３．３）

　なお、図２８Ａ、図２８Ｂでは波形の相電圧振幅が１２［Ｖ］となる例を記載したが、電流検出のための下アーム素子のオン時間を考慮して相電圧振幅の最大値が１１［Ｖ］程度となるように、直流モータ端子電圧演算におけるＶＨや、相電圧演算処理（Ｉ）における三相モータへの出力電圧の上限を決めてもよい。

　また、図２８Ａ、図２８Ｂでは波形の相電圧振幅の上限が１２［Ｖ］、下限が０［Ｖ］となる例を記載したが、下アーム素子もしくは上アーム素子のオン時間を考慮して相電圧振幅の上限が１１．７６［Ｖ］、下限が０．２４［Ｖ］程度となるように、直流モータ端子電圧演算におけるＶＨや、相電圧演算処理（Ｉ）における三相モータへの出力電圧の上限を決めてもよい。

　さらに、制御部３０が三相モータ８００への印加電圧に応じて中性点電圧Ｖｎ１を調整する構成について、図２９～図３１Ｂを参照して説明する。図２９の制御ブロック図には、図１５に対し振幅演算部３７３が追加されている。振幅演算部３７３は、ｄｑ軸電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１に基づいて、下式により相電圧振幅を演算する。なお、二点鎖線で示すように、振幅演算部３７３は、ｄｑ軸電流指令値Ｉｄ１^**、Ｉｑ１^**に基づいて相電圧振幅を演算してもよく、電流検出値や回転数に基づいて相電圧振幅を演算してもよい。
　　相電圧振幅＝√（２／３）×√（Ｖｄ１²＋Ｖｑ１²）

　相電圧演算部３８１は下式によりＶＨ、ＶＬを演算する。Ｖｍａｘは、入力電圧Ｖｒ１もしくは制御上の基準電圧Ｖｒｅｆである１２［Ｖ］、或いは、低電位側の電流センサＳＡＵ１、ＳＡＶ１、ＳＡＷ１による電流検出を考慮した電圧（例えば、１２［Ｖ］の９３％＝１１．１６［Ｖ］）である。Ｖｍｉｎは、０［Ｖ］、或いは、プリドライバ出力を考慮した電圧（例えば、１２［Ｖ］の４％＝０．４８［Ｖ］）である。
　　ＶＨ＝Ｖｍａｘ－（√３）×相電圧振幅
　　ＶＬ＝Ｖｍｉｎ＋（√３）×相電圧振幅

　図３０Ａ～図３１Ｂに、相電圧振幅が電気角３周期（１０８０［ｄｅｇ］）にわたって一定勾配で増加する例を示す。図３０Ａに示すように、二相三相変換部３７１が出力する相電圧演算処理前の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１は、０［Ｖ］を中心とし、振幅が漸増する正弦波状である。直流モータ７１０、７２０、７３０の停止時、図３０Ｂに示すように、相電圧演算部３８１は、ＶＭ（６［Ｖ］）中心の操作後電圧指令を出力する。

　直流モータ７１０、７２０、７３０の駆動時、相電圧演算部３８１は三相モータ８００の中性点電圧Ｖｎ１をシフトする。図３１Ａに示すように、Ｕ１相の正方向に通電する場合、通電相の操作後電圧Ｖｕ１＃となるＶＨは、相電圧振幅の増加に伴って、１２［Ｖ］から約１０［Ｖ］まで漸減する。Ｖ１相及びＷ１相の電圧Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃の最大値は１２［Ｖ］となる。図３１Ｂに示すように、Ｕ１相の負方向に通電する場合、通電相の操作後電圧Ｖｕ１＃となるＶＨは、相電圧振幅の増加に伴って、０［Ｖ］から約２［Ｖ］まで漸増する。Ｖ１相及びＷ１相の電圧Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃の最小値は０［Ｖ］となる。

　図２０に戻り、Ｓ５５で制御部３０は、操作後電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃を出力するように、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌをスイッチング動作させる。

　次に図２１のフローチャートを参照し、相電圧演算処理（ＩＩＩ）について説明する。連結記号Ｆ、Ｒ、Ｎに続き、いずれも第１実施形態と同様にＳ５４が実行される。正方向に通電する場合、Ｓ５６Ｆでは、各相の操作後電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃の最大値Ｖｍａｘが式（５．１）により演算される。Ｓ５７Ｆでは、上べた変調処理の中性点操作電圧Ｖｎｎが式（５．２）により演算される。式（５．２）の１２［Ｖ］はインバータ入力電圧Ｖｒ１でもよく、電圧最大となる相のＤＵＴＹ比が１００％、もしくは１００％に近い値となるよう演算される。

　Ｖｍａｘ＝ＭＡＸ（Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃）　・・・（５．１）
　Ｖｎｎ＝１２［Ｖ］－Ｖｍａｘ　・・・（５．２）

　負方向に通電する場合、Ｓ５６Ｒでは、各相の操作後電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃の最小値Ｖｍｉｎが式（５．３）により演算される。Ｓ５７Ｒでは、下べた変調処理の中性点操作電圧Ｖｎｎが式（５．４）により演算される。

　Ｖｍｉｎ＝ＭＩＮ（Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃）　・・・（５．３）
　Ｖｎｎ＝０［Ｖ］－Ｖｍｉｎ　・・・（５．４）

　上べた変調処理及び下べた変調処理に共通し、Ｓ５８では、式（６．１）～（６．３）により、各相の操作後電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃に中性点操作電圧Ｖｎｎが加算され、中性点電圧補正後の各相電圧Ｖｕ１＃＃、Ｖｖ１＃＃、Ｖｗ１＃＃が演算される。

　Ｖｕ１＃＃＝Ｖｕ１＃＋Ｖｎｎ　・・・（６．１）
　Ｖｖ１＃＃＝Ｖｖ１＃＋Ｖｎｎ　・・・（６．２）
　Ｖｗ１＃＃＝Ｖｗ１＃＋Ｖｎｎ　・・・（６．３）

　正方向にも負方向にも通電しない場合、破線で示すＳ５７Ｎでは、上べた変調処理又は下べた変調処理処理を実施してもよく、いずれの処理も実施しなくてもよい。Ｓ５９で制御部３０は、中性点電圧補正後の各相電圧Ｖｕ１＃＃、Ｖｖ１＃＃、Ｖｗ１＃＃を出力するように、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌをスイッチング動作させる。

　次に相電圧演算処理（ＩＩ）の第２パターンについて、図２２を参照する。Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ５１Ｎは第１パターンと同じである。Ｓ５２Ｆ、Ｓ５２Ｒではいずれも、通電相に応じて、Ｕ１相通電の場合、式（４．１ｕ）、Ｖ１相通電の場合、式（４．１ｖ）、Ｗ１相通電の場合、式（４．１ｗ）により、直流モータ端子電圧Ｖｍ１、Ｖｍ２、Ｖｍ３及び直流モータ印加電圧Ｖｘに基づき中性点電圧Ｖｎ１が演算される。

　Ｖｎ１＝Ｖｍ１＋Ｖｘ－Ｖｕ１　・・・（４．１ｕ）
　Ｖｎ１＝Ｖｍ２＋Ｖｘ－Ｖｖ１　・・・（４．１ｖ）
　Ｖｎ１＝Ｖｍ３＋Ｖｘ－Ｖｗ１　・・・（４．１ｗ）

　Ｓ５２Ｆ、Ｓ５２Ｒ、Ｓ５１Ｎに続く共通のＳ５４では、第１パターンと同様に各相の操作後電圧Ｖｕ１＃、Ｖｖ１＃、Ｖｗ１＃が演算される。例えばＵ１相に通電する場合、通電方向によらず、操作後電圧Ｖｕ１＃は「Ｖｍ１＋Ｖｘ」となる。Ｓ５５は、第１パターンと同じである。なお、相電圧演算処理（ＩＩＩ）は相電圧演算処理（ＩＩ）の第２パターンには適用されない。

　次に、直流モータ端子電圧演算処理の第１パターンについて、図２３を参照する。この第１パターンは、相電圧演算処理（ＩＩ）の第１パターンと組み合わされる。Ｓ３１～Ｓ３４は、図１９の相電圧演算処理（Ｉ）と同じである。通常、初期には全ての直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌがオフしている。以下、「スイッチをオフする」には、オン状態からオフ状態にターンオフする場合に限らず、初期のオフ状態を維持する場合を含むものとする。本演算により、三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０、７３０のいずれかを同時に通電することができるとともに、電源電圧の制約内で三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０、７３０の出力範囲を大きくすることができる。

　ステアリングロックアクチュエータ７１０が駆動される場合、Ｓ４７Ａでは、式（７．１ａ）により直流モータ端子電圧Ｖｍ１が演算される。制御部３０は、Ｓ４８Ａで直流モータ端子電圧Ｖｍ１を出力するように直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌをスイッチング動作させ、Ｓ４９Ａで直流モータ用スイッチＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌをオフする。

　チルトアクチュエータ７２０が駆動される場合、Ｓ４７Ｂでは、式（７．１ｂ）により直流モータ端子電圧Ｖｍ２が演算される。制御部３０は、Ｓ４８Ｂで直流モータ端子電圧Ｖｍ２を出力するように直流モータ用スイッチＭＶ２Ｈ／Ｌをスイッチング動作させ、Ｓ４９Ｂで直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌをオフする。

　テレスコピックアクチュエータ７３０が駆動される場合、Ｓ４７Ｃでは、式（７．１ｃ）により直流モータ端子電圧Ｖｍ３が演算される。制御部３０は、Ｓ４８Ｃで直流モータ端子電圧Ｖｍ３を出力するように直流モータ用スイッチＭＷ３Ｈ／Ｌをスイッチング動作させ、Ｓ４９Ｃで直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌをオフする。なお、相電圧演算処理（ＩＩＩ）が行われない場合は、Ｖｕ１＃＃がＶｕ１＃、Ｖｖ１＃＃がＶｖ１＃、Ｖｗ１＃＃がＶｗ１＃に置き換わる。

　　Ｖｍ１＝Ｖｕ１＃＃－Ｖｘ　・・・（７．１ａ）
　　Ｖｍ２＝Ｖｖ１＃＃－Ｖｘ　・・・（７．１ｂ）
　　Ｖｍ３＝Ｖｗ１＃＃－Ｖｘ　・・・（７．１ｃ）

　Ｓ３１またはＳ３４でＮＯと判断された場合、いずれの直流モータ７１０、７２０、７３０も駆動されず、Ｓ４９Ｄでは、全ての直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌがオフされる。

　直流モータ端子電圧演算処理の第２パターンについて、図２４を参照する。第２パターンは、相電圧演算処理（ＩＩ）の第２パターンと組み合わせてもよく、第１パターンと組み合わせてもよい。第２パターンと組み合わせるときは、直流モータ端子電圧演算処理を行った後に相電圧演算処理（ＩＩ）を行い、第１パターンと組み合わせるときは相電圧演算処理（ＩＩ）を行った後に直流モータ端子電圧演算処理を行う。本演算により、三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０、７３０のいずれかを同時に通電することができるとともに、電源電圧の制約内で三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０、７３０の出力範囲を大きくすることができる。

　Ｓ３１～Ｓ３４は、図１９、図２３と同じである。ステアリングロックアクチュエータ７１０が駆動される場合、通電方向が正方向であれば、Ｓ４１ＡでＹＥＳと判断される。そして、Ｓ４３Ａで低電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌがオン、高電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈがオフされ、Ｓ４５Ａで「Ｖｍ１＝１２［Ｖ］又はインバータ入力電圧Ｖｒ１」と演算される。なお、第５実施形態ではインバータ入力電圧Ｖｒ１に代えて別電源Ｂｔｄからの入力電圧Ｖｒｄが用いられる。Ｓ４５Ｂ、Ｓ４５Ｃも同様とする。一方、通電方向が負方向であれば、Ｓ４１でＮＯと判断される。そして、Ｓ４４Ａで低電位側スイッチＭＵ１Ｌがオフ、高電位側スイッチＭＵ１Ｈがオンされ、Ｓ４６Ａで「Ｖｍ１＝０［Ｖ］」と演算される。Ｓ４５Ａ又はＳ４６Ａの後に移行するＳ４８Ａ、Ｓ４９Ａは、図２３と同じである。

　例えば図２０に示される相電圧演算処理（ＩＩ）における第１パターンのＳ５１Ｆ、Ｓ５１Ｒと組み合わせて説明する。制御部３０は、特定直流モータ７１０の正方向に通電するとき、第２端子に接続される低電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌをオンするか、第２端子Ｔ２に接続される低電位側及び高電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌを第２端子Ｔ２の電圧が第１端子Ｔ１の電圧より低くなるようにスイッチング動作させ、且つ三相巻線組８０１の中性点電圧Ｖｎ１を高くするように操作する。また、制御部３０は、特定直流モータ７１０の負方向に通電するとき、第２端子に接続される高電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈをオンするか、第２端子Ｔ２に接続される低電位側及び高電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌを第２端子Ｔ２の電圧が第１端子Ｔ１の電圧より高くなるようにスイッチング動作させ、且つ三相巻線組８０１の中性点電圧Ｖｎ１を低くするように操作する。印加電圧Ｖｘを用いないため、制御部３０の演算量を低減することができる。また、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌをオン／オフするだけにすれば動作が単純化するため異常を見つけやすくなる。

　チルトアクチュエータ７２０が駆動される場合、通電方向が正方向であれば、Ｓ４１ＢでＹＥＳと判断される。そして、Ｓ４３Ｂで低電位側の直流モータ用スイッチＭＶ２Ｌがオン、高電位側の直流モータ用スイッチＭＶ２Ｈがオフされ、Ｓ４５Ｂで「Ｖｍ２＝１２［Ｖ］又はインバータ入力電圧Ｖｒ１」と演算される。一方、通電方向が負方向であれば、Ｓ４１でＮＯと判断される。そして、Ｓ４４Ｂで低電位側スイッチＭＶ２Ｌがオフ、高電位側スイッチＭＶ２Ｈがオンされ、Ｓ４６Ｂで「Ｖｍ２＝０［Ｖ］」と演算される。Ｓ４５Ｂ又はＳ４６Ｂの後に移行するＳ４８Ｂ、Ｓ４９Ｂは、図２３と同じである。

　テレスコピックアクチュエータ７３０が駆動される場合、通電方向が正方向であれば、Ｓ４１ＣでＹＥＳと判断される。そして、Ｓ４３Ｃで低電位側の直流モータ用スイッチＭＷ３Ｌがオン、高電位側の直流モータ用スイッチＭＷ３Ｈがオフされ、Ｓ４５Ｃで「Ｖｍ３＝１２［Ｖ］又はインバータ入力電圧Ｖｒ１」と演算される。一方、通電方向が負方向であれば、Ｓ４１でＮＯと判断される。そして、Ｓ４４Ｃで低電位側スイッチＭＷ３Ｌがオフ、高電位側スイッチＭＷ３Ｈがオンされ、Ｓ４６Ｃで「Ｖｍ３＝０［Ｖ］」と演算される。Ｓ４５Ｃ又はＳ４６Ｃの後に移行するＳ４８Ｃ、Ｓ４９Ｃは、図２３と同じである。また、Ｓ３１またはＳ３４でＮＯと判断された場合に移行するＳ４９Ｄも、図２３と同じである。

　次に図３２、図３３を参照し、相電圧演算処理（ＩＩ）に関する上記２パターンとは別の第３パターンについて説明する。この第３パターンは、直流モータ端子電圧演算処理の第１パターンと組み合わされる。本演算により、三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０、７３０のいずれかを同時に通電することができるとともに、電源電圧の制約内で三相モータ８００及び直流モータ７１０、７２０、７３０の出力範囲を大きくすることができる。

　図３２のフローチャートにおいてＳ４１、Ｓ４２は相電圧演算処理（ＩＩ）の第１、第２パターンと同じである。正方向通電時のＳ５３Ｆでは、通電相にかかわらず、式（８．１）により、中性点電圧Ｖｎ１が演算される。負方向通電時のＳ５３Ｒでは、通電相にかかわらず、式（８．２）により、中性点電圧Ｖｎ１が演算される。

　Ｖｎ１＝ＶＨ　・・・（８．１）
　Ｖｎ１＝ＶＬ　・・・（８．２）

　Ｓ５１Ｎ、Ｓ５４及びＳ５５は相電圧演算処理（ＩＩ）の第１、第２パターンと同じである。また、第１パターンと同様に、連結記号Ｆ、Ｒ、Ｎを介して図２１の相電圧演算処理（ＩＩＩ）に連結されてもよい。図３３に示すように、第３パターンでは、例えばＵ１相の操作後電圧Ｖｕ１＃を一定電圧にするのでなく、電圧指令Ｖｕ１に対して一定のＶＨ、ＶＬ又はＶＭだけシフトさせる。

　以上の各パターンの演算処理は、中性点電圧Ｖｎ１をシフトする電圧の余裕があるときに直流モータ７１０、７２０、７３０に電圧を印加する構成であるため、直流モータ７１０、７２０、７３０は三相モータ８００に対して出力が小さい方が好ましい。また直流モータ７１０、７２０、７３０は、三相モータ８００よりも通電される電流が小さいものであること、抵抗が大きいものや時定数が大きいものであることが好ましい。

　次に図３４のフローチャート及び図３５の回路構成図を参照し、車両スイッチをオンした直後の動作について説明する。図３５は、第２実施形態の図６の構成において、チルトアクチュエータ７２０及びテレスコピックアクチュエータ７３０に通電する状態を示す。ここでは、直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒが無いものとして説明する。直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒが有る構成では、少なくとも対応する直流モータの通電時に直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒがオンされるものとする。

　本実施形態では、図１７のＳ０１に示される車両スイッチのオン直後、チルト及びテレスコピックの位置をできるだけ早く記憶位置に移動させたいという要求がある。そこで、操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜が低く車速Ｖが低い場合、三相モータ８００に通電せず、複数の直流モータ７１０、７２０、７３０に同時に通電する。図３４の完了フラグ１は、ステアリングロック中はオフであり、ロックが解除されたきオンとなる。完了フラグ２は、チルトが記憶位置以外にあるときオフであり、チルトが記憶位置に到達したときオンとなる。完了フラグ３は、テレスコピックが記憶位置以外にあるときオフであり、テレスコピックが記憶位置に到達したときオンとなる。車両スイッチがオンされた直後のＳ７１には、完了フラグ１、完了フラグ２、完了フラグ３は、初期値としていずれもオフに設定される。

　Ｓ７２で制御部３０は、全ての高電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ、ＭＶ２Ｈ、ＭＷ３Ｈをオフ、低電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌ、ＭＶ２Ｌ、ＭＷ３Ｌをオンし、且つ、全相の高電位側のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ、ＩＶ１Ｈ、ＩＷ１Ｈをオン、低電位側のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｌ、ＩＶ１Ｌ、ＩＷ１Ｌをオフする。Ｓ７３以下は、この初期状態を前提として記載する。こうして、三相モータ８００には通電されず、各直流モータ７１０、７２０、７３０に同時に通電可能な状態となる。

　別の方法として制御部３０は、全ての高電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ、ＭＶ２Ｈ、ＭＷ３Ｈをオン、低電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌ、ＭＶ２Ｌ、ＭＷ３Ｌをオフし、且つ、全相の高電位側のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ、ＩＶ１Ｈ、ＩＷ１Ｈをオフ、低電位側のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｌ、ＩＶ１Ｌ、ＩＷ１Ｌをオンしてもよい。なお、三相のうち一相又は二相にのみ直流モータが接続されているか、一相又は二相に接続された直流モータだけに通電した場合、インバータスイッチング素子について、上記の「全相」は、「直流モータが接続された相」に置き換えられる。

　また、チルトもしくはテレスコピックの位置などの条件により、各直流モータ７１０、７２０、７３０の通電方向を変えたい場合は、次のようにしてもよい。まず、高電位側のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ、ＩＶ１Ｈ、ＩＷ１Ｈと低電位側のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｌ、ＩＶ１Ｌ、ＩＷ１Ｌとを例えば５０％など同じＤＵＴＹ比でスイッチング動作させる。そして、各直流モータの通電したい向きに応じて高電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ、ＭＶ２Ｈ、ＭＷ３Ｈをオフし、低電位側の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌ、ＭＶ２Ｌ、ＭＷ３Ｌをオンするか、高電位側のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ、ＩＶ１Ｈ、ＩＷ１Ｈをオンし、低電位側のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｌ、ＩＶ１Ｌ、ＩＷ１Ｌをオフする。

　各相のインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌを同じＤＵＴＹ比でスイッチング動作させるか、高電位側及び低電位側のインバータスイッチング素子をオフとすることで三相モータ８００への通電を停止し、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌのスイッチングもしくはスイッチング動作により直流モータ端子電圧Ｖｍ１、Ｖｍ２、Ｖｍ３を変えることで、三相モータ８００には通電せずに各直流モータ７１０、７２０、７３０に同時に通電できる。

　Ｓ７３では、ステアリングロックが解除されているか、又は完了フラグ１がオンであるか判断される。Ｓ７３でＹＥＳの場合、Ｓ７４１にて直流モータ用スイッチＭＵ１Ｌ及びインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈがオフされる。このとき、完了フラグ１はオンになっている。図３５には、この時点での電流経路を示す。Ｓ７３でＮＯの場合、Ｓ７４２にてＭＵ２Ｌ及びＩＵ１Ｈはオン状態が維持され、ステアリングロックアクチュエータ７１０への通電が継続される。

　Ｓ７５では、チルトが記憶位置に到達したか、又は完了フラグ２がオンであるか判断される。Ｓ７５でＹＥＳの場合、Ｓ７６１にて直流モータ用スイッチＭＶ２Ｌ及びインバータスイッチング素子ＩＶ１Ｈがオフされる。このとき、完了フラグ２はオンになっている。Ｓ７５でＮＯの場合、Ｓ７６２にてＭＶ２Ｌ及びＩＶ１Ｈはオン状態が維持され、チルトアクチュエータ７２０への通電が継続される。

　Ｓ７７では、テレスコピックが記憶位置に到達したか、又は完了フラグ３がオンであるか判断される。Ｓ７７でＹＥＳの場合、Ｓ７８１にて直流モータ用スイッチＭＷ３Ｌ及びインバータスイッチング素子ＩＷ１Ｈがオフされる。このとき、完了フラグ３はオンになっている。Ｓ７７でＮＯの場合、Ｓ７８２にてＭＷ３Ｌ及びＩＷ１Ｈはオン状態が維持され、テレスコピックアクチュエータ７３０への通電が継続される。

　Ｓ７９では、完了フラグ１、完了フラグ２及び完了フラグ３が全てオンであるか判断される。全ての完了フラグ１～３がオンでありＳ７９でＹＥＳの場合、処理は終了する。一方、完了フラグ１、完了フラグ２又は完了フラグ３のいずれかがオフの場合、Ｓ７９でＮＯと判断され、Ｓ７３の前に戻り、Ｓ７３、Ｓ７５、Ｓ７７の判断ステップが繰り返される。

　次に、図３６～図４０を参照し、三相モータ駆動中の直流モータの駆動と停止に関する制御について説明する。この部分の説明では、直流モータの符号として「７１０」のみを記す。また、上述の説明では言及されていないが、制御部３０は、インバータ６０１もしくは三相モータ８００について過電流異常等の異常検出を行うものとする。

　図３６に、三相モータ８００の駆動中に直流モータ７１０の駆動又は停止を切り替えるフローチャートを示す。制御部３０は、以下に説明する所定の条件に基づき、中性点電圧Ｖｎ１の操作による直流モータ７１０の駆動又は停止を切り替える。Ｓ９１では車両スイッチ１１がオフ、すなわち車両停止時であるか判断され、ＹＥＳの場合、制御部３０は処理を終了する。車両スイッチ１１がオンでありＳ９１でＮＯの場合、Ｓ９２に移行する。

　Ｓ９２では「オン判定」として、直流モータ７１０への通電開始が次の各項目のＡＮＤ条件により判定される。全項目の条件を満たす場合、Ｓ９２でＹＥＳと判断され、Ｓ９３～Ｓ９５の「オン処理」に進む。一項目でも条件を満たさない場合、Ｓ９１の前に戻る。
［１］駆動信号＝オン。
［２］相電圧振幅が閾値Ｖｔｈ１より小さく、且つ、相電流振幅が閾値Ｉｔｈ１より小さい。
［３］インバータ６０１もしくは三相モータ８００の異常が検出されていない、すなわち正常。

　［１］の駆動信号は、車両起動時の初期の駆動時、ドライバ操作によりステアリングロックの解除要求があったときや、他のＥＣＵから直流モータ７１０を駆動する指令信号が通知されたときなどにオンされる。なお、直流モータ７２０、７３０の場合、チルトスイッチ１２やテレスコピックスイッチ１３の入力があったときに駆動信号がオンされる。

　［２］は、インバータ６０１の出力に余裕が有ることを示す。相電圧振幅が閾値Ｖｔｈ１より小さく、且つ、相電流振幅が閾値Ｉｔｈ１より小さいとき、三相モータ８００への電力供給が小さいため直流モータ７１０へ電力を分配する余裕が有ると判断される。相電圧振幅は相電圧指令の振幅に相関のある値であればよく、相電流振幅は実相電流の振幅に相関のある値であればよい。例えば相電圧振幅や相電流振幅に相関のある値として三相モータ８００の回転数を用いてもよい。相電流振幅には電流指令値を用いてもよい。［１］、［２］、［３］のうちの全部の判定をしてもよく、一部の判定だけとしてもよい。また、図１７で説明した操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜や車速Ｖに基づき判定してもよい。

　オン処理のＳ９３では、インバータ６０１もしくは三相モータ８００の異常検出におけるフェイルセーフ閾値についてのフェイルセーフ閾値切替フラグがオンされる。これにより制御部３０は、直流モータ７１０に流れることが想定される電流分、三相電流について過電流を判定する閾値を大きくする。なお、三相モータ８００用の異常検出におけるフェイルセーフ閾値の他に、回路や直流モータ７１０の異常検出におけるフェイルセーフ閾値が設定されてもよい。Ｓ９４では電流検出切替フラグがオンされる。Ｓ９５では、図３９、図４０の時刻ｔ１～ｔ３の期間に対応する「直流モータへの通電開始処理」が実行され、直流モータ７１０が駆動される。

　このように制御部３０は、直流回転機直流モータ７１０の駆動時と非駆動時とで、異常検出におけるフェイルセーフ閾値を切り替える。図３７、図３８にフェイルセーフ閾値切替のフローチャ－ト例１、２を示す。図３７に示す例１では、Ｓ９３０でフェイルセーフ閾値切替フラグがオフの場合、Ｓ９３１でフェイルセーフ閾値がＡに設定され、フェイルセーフ閾値切替フラグがオンの場合、Ｓ９３２でフェイルセーフ閾値がＢ（＞Ａ）に設定される。

　図３８に示す例２では、Ｓ９３０でフェイルセーフ閾値切替フラグがオフの場合、Ｓ９３３で三相電流和の絶対値（｜Ｉｕ１＋Ｉｖ１＋Ｉｗ１｜）がＣより大きいか判断される。また、フェイルセーフ閾値切替フラグがオンの場合、Ｓ９３４で三相電流和の絶対値（｜Ｉｕ１＋Ｉｖ１＋Ｉｗ１｜）が（Ｃ＋Ｄ）より大きいか判断される。Ｓ９３３でＹＥＳの場合、Ｓ９３５で制御部３０は異常時カウンタをインクリメントする。Ｓ９３４でＹＥＳの場合、Ｓ９３６で制御部３０は異常時カウンタをインクリメントする。

　電流検出切替フラグがオンされたときの処理は、図１８の相電流演算のフローチャートが参照される。すなわち、電流検出切替フラグがオンのとき、Ｓ３５Ａ、Ｓ３５Ｂ、Ｓ３５Ｃの式によりモータ相電流Ｉｕ＃、Ｉｖ＃、Ｉｗ＃及び直流電流Ｉ１、Ｉ２が算出される。一方、電流検出切替フラグがオフのとき、Ｓ３５Ｄの式によりモータ相電流Ｉｕ＃、Ｉｖ＃、Ｉｗ＃が算出される。

　図３６に戻り、Ｓ９６では「オフ判定」として、直流モータ７１０への通電終了が次の各項目のＯＲ条件により判定される。一項目でも条件を満たす場合、Ｓ９６でＹＥＳと判断され、Ｓ９７～Ｓ９９の「オフ処理」に進む。いずれの項目の条件も満たさない場合、Ｓ９６の前に戻る。
［１］駆動信号＝オフ。
［２］相電圧振幅が閾値Ｖｔｈ２より大きいか、又は、相電流振幅が閾値Ｉｔｈ２より大きい。
［３］インバータ６０１もしくは三相モータ８００の異常が検出された。

　［１］の駆動信号は、ステアリングロックの解除要求が終了したときや、他のＥＣＵから直流モータ７１０を停止する指令信号が通知されたときなどにオフされる。なお、直流モータ７２０、７３０の場合、チルトスイッチ１２やテレスコピックスイッチ１３がオフされたときに駆動信号がオフされる。

　［２］は、インバータ６０１の出力に余裕が無いことを示す。相電圧振幅が閾値Ｖｔｈ２より大きいか、又は、相電流振幅が閾値Ｉｔｈ２より大きいとき、三相モータ８００への電力供給が大きいため直流モータ７１０へ分配する出力の余裕が無いと判断される。オン判定及びオフ判定の閾値について、Ｖｔｈ１＜Ｖｔｈ２、Ｉｔｈ１＜Ｉｔｈ２とすることで、オン／オフのヒステリシスを設けてもよい。［１］、［２］、［３］のうちの全部の判定をしてもよく、一部の判定だけとしてもよい。また、図１７で説明した操舵トルクの絶対値｜Ｔｓ｜や車速Ｖに基づき判定してもよい。

　オフ処理では、オン処理と逆の順序の処理が行われる。Ｓ９７では、図３９、図４０の時刻ｔ４～ｔ６の期間に対応する「直流モータへの通電終了処理」が実行され、直流モータ７１０が停止する。Ｓ９８では電流検出切替フラグがオフされる。Ｓ９９ではフェイルセーフ閾値切替フラグがオフされる。これにより、直流モータ７１０への通電中に変更された閾値が元の値に戻される。その後、Ｓ９１の前に戻り、ルーチンが繰り返される。

　図３６のフローチャートでは、オン処理の完了後にオフ判定が実行されるシーケンスを記載したが、直流モータ７１０への通電開始処理中にオフ判定の条件を満たした場合、オフ処理に進むようにしてもよい。逆に直流モータへの通電終了処理中にオン判定を満たした場合、オン処理に進むようにしてもよい。また、オンとオフとを行ったり来たりすることを避けるために、オフ処理後は所定期間（例えば数１００［ｍｓ］程度）、再度のオン判定を受け付けないようにしてもよい。

　図３９、図４０に、三相モータ８００の駆動中の直流モータ７１０の駆動時及び停止時における制御例１、２として、インバータ６０１の各相電圧の変化、低電位側直流モータ用スイッチのオン／オフ、及び、直流モータ７１０に流れる直流電流Ｉ１の変化を示す。各相電圧の縦軸に示すように、各相電圧は１２［Ｖ］を１００％としてＤＵＴＹ比に換算されてもよい。また、低電位側直流モータ用スイッチを「下スイッチ」と省略して記し、符号は「ＭＵ１Ｌ」のみを記載する。

　まず、制御例１、２の細かな違いは無視し、全体的な動作を説明する。主な狙いとして、制御部３０は、直流モータ７１０の駆動を停止するとき、インバータ６０１側で電流を絞ってから下スイッチＭＵ１Ｌをオフする。そのために、図３６を参照して説明したように、例えばオン判定時に相電圧振幅が閾値Ｖｔｈ１以上のとき、制御部３０は直流モータ７１０に通電しない。また、直流モータ７１０への通電中に相電圧振幅が閾値Ｖｔｈ２を上回ったら、制御部３０は直流モータ７１０への通電を終了する。なお、閾値Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２は、始動と停止にかかる時間を考慮して余裕のある電圧値に設定されることが好ましい。

　三相モータ８００における各相電圧の平均値、又は平均相当値は、時刻ｔ１に６［Ｖ］から０［Ｖ］近く（例えば約１［Ｖ］）のＶＬｘまで低下した後、時刻ｔ２に下スイッチＭＵ１ＬがオンされるとＶＬｘから上昇し、時刻ｔ３に１２［Ｖ］近く（例えば約１１［Ｖ］）のＶＨｘまで到達する。このとき直流電流は、各相電圧の変化に連れて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の通電終了が判定されると、制御部３０は、時刻ｔ４にインバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌを操作して各相電圧を低下させる。そして、各相電圧の平均値、又は平均相当値がＶＬｘまで低下した時刻ｔ５後の時刻ｔ６に、制御部３０は下スイッチＭＵ１Ｌをオフする。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下スイッチＭＵ１Ｌを切る。

　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、下スイッチＭＵ１Ｌをオフして直流モータ７１０への通電を終了する。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に用いた場合でも、通電停止時に下スイッチＭＵ１Ｌが過負荷になることを避けることができる。また、高速スイッチング動作をしない前提で、スイッチング動作が遅いトランジスタや機械リレーを使うことができる。

　次に制御例１と制御例２とでは、下スイッチＭＵ１Ｌのオン直前の期間及びオフ前後の期間、すなわち時刻ｔ１～ｔ２、時刻ｔ５～ｔ７の期間における通電相Ｕ１相の相電圧演算が異なる。制御例１では、通電相であるＵ１相の相電圧Ｖｕ１＃を一定とするように中性点電圧Ｖｎ１がシフトされる。この場合、下スイッチＭＵ１Ｌをオン又はオフする時刻ｔ２、ｔ６において、Ｕ１相電圧Ｖｕ１＃は完全に０［Ｖ］にはならない。下スイッチＭＵ１Ｌのオフ前の時刻ｔ５～ｔ６の期間、一定の相電圧Ｖｕ１＃に対応した直流電流Ｉ１が流れる。

　一方の制御例２では、時刻ｔ１～ｔ２、時刻ｔ５～ｔ７の期間、三相電圧を正弦波としたまま中性点電圧Ｖｎ１がシフトされる。そして、下部拡大図に示すように、Ｕ１相電圧Ｖｕ１＃がちょうど０［Ｖ］（或いはＵ１相のＤＵＴＹ比がちょうど０［％］）となるタイミング、或いは検出電流が０となるか通電経路の時定数の遅れを考慮して電流が０となるタイミングで、制御部３０は下スイッチＭＵ１Ｌをオン又はオフする。そして制御部３０は、時刻ｔ２から微小時間δＴ経過後に、各相電圧の上昇を開始する。また、下スイッチＭＵ１Ｌのオフ前の時刻ｔ５～ｔ６の期間、正弦波の相電圧Ｖｕ１＃に対応した直流電流Ｉ１が流れる。制御例２では、下スイッチＭＵ１Ｌのオン時又はオフ時にインバータ６０１から印加される電圧を理想的に０とすることができる。

　［二系統三相モータを駆動対象とする回路構成］
　次に、二系統構成の三相モータ８００を駆動対象とする実施形態について説明する。まず三相モータ８００の構造について、図４１、図４２を参照し、軸方向の一方側にＥＣＵ１０が一体に構成された「機電一体式モータ」の構成例について説明する。図４１に示す形態では、ＥＣＵ１０は、三相モータ８００の出力側とは反対側において、シャフト８７の軸Ａｘに対して同軸に配置されている。なお、他の実施形態では、ＥＣＵ１０は、三相モータ８００の出力側において、三相モータ８００と一体に構成されてもよい。三相モータ８００はブラシレスモータであり、ステータ８４０、ロータ８６０、及び、それらを収容するハウジング８３０を備えている。

　ステータ８４０は、ハウジング８３０に固定されているステータコア８４４と、ステータコア８４４に組み付けられている二組の三相巻線組８０１、８０２とを有している。第１系統の三相巻線組（以下「第１三相巻線組」）８０１を構成する各相巻線からは、リード線８５１、８５３、８５５が延び出している。第２系統の三相巻線組（以下「第２三相巻線組」）８０２を構成する各相巻線からは、リード線８５２、８５４、８５６が延び出している。各相巻線は、ステータコア８４４の各スロット８４８に巻回される。

　ロータ８６０は、リア軸受８３５及びフロント軸受８３６により支持されているシャフト８７と、シャフト８７が嵌入されたロータコア８６４とを有している。ロータ８６０は、ステータ８４０の内側に設けられており、ステータ８４０に対して相対回転可能である。シャフト８７の一端には、回転角検出用の永久磁石８８が設けられている。

　ハウジング８３０は、リアフレームエンド８３７を含む有底筒状のケース８３４と、ケース８３４の一端に設けられているフロントフレームエンド８３８とを有している。ケース８３４及びフロントフレームエンド８３８は、ボルト等により互いに締結されている。各三相巻線組８０１、８０２のリード線８５１、８５２等は、リアフレームエンド８３７のリード線挿通孔８３９を挿通してＥＣＵ１０側に延び、基板２３０に接続されている。

　ＥＣＵ１０は、カバー２１と、カバー２１に固定されているヒートシンク２２と、ヒートシンク２２に固定されている基板２３０と、基板２３０に実装されている各種の電子部品とを備えている。カバー２１は、外部の衝撃から電子部品を保護したり、ＥＣＵ１０内への埃や水等の浸入を防止したりする。カバー２１は、外部からの給電ケーブルや信号ケーブルが外部接続用コネクタ部２１４と、カバー部２１３とを有している。外部接続用コネクタ部２１４の給電用端子２１５、２１６は、図示しない経路を経由して基板２３０に接続されている。なお、コネクタについて図４とは別の符号を付す。

　基板２３０は、例えばプリント基板であり、リアフレームエンド８３７と対向する位置に設けられ、ヒートシンク２２に固定されている。基板２３０には、二系統分の各電子部品が系統毎に独立して設けられている。基板２３０は一枚に限らず、二枚以上で構成されてもよい。基板２３０の二つの主面のうち、リアフレームエンド８３７に対向している面をモータ面２３７とし、その反対側の面、すなわちヒートシンク２２に対向している面をカバー面２３８とする。

　モータ面２３７には、複数のスイッチング素子２４１、２４２、回転角センサ２５１、２５２、カスタムＩＣ２６１、２６２等が実装されている。複数のスイッチング素子２４１、２４２は、ＥＣＵ各構成図のＩＵ１Ｈ／Ｌ等に相当し、各系統の三相上下アームを構成する。回転角センサ２５１、２５２は、シャフト８７の先端に設けられた永久磁石８８と対向するように配置される。カスタムＩＣ２６１、２６２及びマイコン２９１、２９２は、ＥＣＵ１０の制御回路を有する。回転角センサ２５１、２５２やマイコン２９１、２９２等は、系統毎に各二つ設けられるのでなく、二系統共通に各一つ設けられてもよい。

　カバー面２３８には、マイコン２９１、２９２、コンデンサ２８１、２８２、及び、インダクタ２７１、２７２等が実装されている。特に、第１マイコン２９１及び第２マイコン２９２は、同一の基板２３０の同一側の面であるカバー面２３８に、所定間隔を空けて配置されている。コンデンサ２８１、２８２は、電源から入力された電力を平滑化し、また、スイッチング素子２４１、２４２のスイッチング動作等に起因するノイズの流出を防止する。インダクタ２７１、２７２及びコンデンサ２８１、２８２は、ＥＣＵ各構成図のＬ１、Ｃ１等に相当し、ノイズフィルタとして機能する「雑防素子」を構成する。

　図４３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三相二重巻線回転機である。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。

　第１三相巻線組８０１と第２三相巻線組８０２とは電気的特性が同等であり、例えば共通のステータ８４０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（９．１）～（９．３）、（９．４ａ）～（９．６ａ）により表される。

　　Ｅｕ１＝－Ａωｓｉｎθ　　　　　　　・・・（９．１）
　　Ｅｖ１＝－Ａωｓｉｎ（θ－１２０）　・・・（９．２）
　　Ｅｗ１＝－Ａωｓｉｎ（θ＋１２０）　・・・（９．３）
　　Ｅｕ２＝－Ａωｓｉｎ（θ＋３０）　　・・・（９．４ａ）
　　Ｅｖ２＝－Ａωｓｉｎ（θ－９０）　　・・・（９．５ａ）
　　Ｅｗ２＝－Ａωｓｉｎ（θ＋１５０）　・・・（９．６ａ）

　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（９．４ａ）～（９．６ａ）に代えて式（９．４ｂ）～（９．６ｂ）で表される。

　　Ｅｕ２＝－Ａωｓｉｎ（θ－３０）　　・・・（９．４ｂ）
　　Ｅｖ２＝－Ａωｓｉｎ（θ＋９０）　　・・・（９．５ｂ）
　　Ｅｗ２＝－Ａωｓｉｎ（θ－１５０）　・・・（９．６ｂ）

　次に図４４～図４８を参照し、二系統三相モータ８００を駆動対象とするＥＣＵ１０の構成例を第１１～第１５実施形態として説明する。第１三相巻線組８０１と第２三相巻線組８０２とを合わせた部分が三相モータ８００である。三相モータの符号「８００」、及び、第２三相巻線組８０２の三相巻線の符号「８２１、８２２、８２３」は図４４にのみ記載し、図４５～図４８には記載を省略する。第１１～第１５実施形態のＥＣＵ１０は二台のインバータ６０１、６０２を備える。第２系統のインバータスイッチング素子、電流センサ、モータリレー等の符号は、第１系統の記号の「１」を「２」に置き換えて表される。電源の構成にかかわらず、第２インバータ６０１に入力される直流電圧を「入力電圧Ｖｒ２」と記す。

　第２三相巻線組８０２のＵ２相、Ｖ２相、Ｗ２相に接続される直流モータの符号を、それぞれ「７４０」、「７５０」、「７６０」とし、中性点の操作電圧の記号をＶｎ２とする。第１系統の直流モータ７１０、７２０、７３０と同様に、第２系統の各直流モータ７４０、７５０、７６０に発生する逆起電圧をＥ４、Ｅ５、Ｅ６と記す。

　各直流モータ７４０、７５０、７６０の用途は適宜選択されてよい。例えば直流モータ７４０、７５０、７６０のうちいずれかはシート系アクチュエータでもよく、ハンドル格納アクチュエータでもよい。或いは、ステアリングロック、チルト、テレスコピックアクチュエータ等のステアリング系アクチュエータが第２系統側の直流モータ７４０、７５０、７６０として設けられてもよい。

　直流モータ７４０、７５０、７６０に対応する直流モータ用スイッチの符号は、それぞれ「ＭＵ４Ｈ／Ｌ、ＭＶ５Ｈ／Ｌ、ＭＷ６Ｈ／Ｌ」とする。また、直流モータ７４０、７５０、７６０に対応する直流モータリレーの符号は、それぞれ「ＭＵ４ｒ／Ｒ、ＭＶ５ｒ／Ｒ、ＭＷ６ｒ／Ｒ」とする。また、二系統構成における制御部３０は、図１５に準ずる第１系統及び第２系統の各三相制御部、及び、図１６Ａ、図１６Ｂに準ずる直流制御部を含む。

　第１１～第１４実施形態では、第１インバータ６０１及び第２インバータ６０２は共通の電源Ｂｔ１に接続されている。また、第１１～第１４実施形態では、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が異なる。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。

　（第１１実施形態）
　図４４に示す第１１実施形態では、第１三相巻線組８０１のＵ１相及びＶ１相に二台の直流モータ７１０、７２０が接続されている。Ｕ１相、Ｖ１相の電流経路の分岐点Ｊｕ、Ｊｖと直流モータ７１０、７２０の第１端子との間には直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒが設けられている。一方、第２三相巻線組８０２には直流モータは接続されていない。第１１実施形態では、複数系統のうち一部の系統のみに直流モータが接続されるため、各系統の役割が分担される。

　（第１２実施形態）
　図４５に示す第１２実施形態では、第１三相巻線組８０１のＵ１相に一台の直流モータ７１０が接続され、第２三相巻線組８０２のＵ２相に一台の直流モータ７４０が接続されている。各系統に一台ずつ直流モータが配置されるため、系統間のバランスが良くなる。ここで、第１系統の直流モータ７１０には正負両方向の直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒが接続されており、第２系統の直流モータ７４０には正方向の直流モータリレーＭＵ４ｒのみが接続されている。電源逆接続時の保護機能に関し、少なくとも片方の系統を冗長な構成とすることで直流モータリレーの数を低減可能である。

　（第１３実施形態）
　図４６に示す第１３実施形態では、第１三相巻線組８０１のＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相に三台の直流モータ７１０、７２０、７３０が接続され、第２三相巻線組８０２のＵ２相に一台の直流モータ７４０が接続されている。例えば、ステアリング位置系等の比較的電力の小さいアクチュエータの直流モータを第１系統に配置し、シート系等の比較的電力の大きいアクチュエータの直流モータを第２系統に配置することで、各系統の電力バランスを合わせることが好ましい。ただし、ステアリング位置系アクチュエータとシート系アクチュエータとは同時に使用されることが少ないため、同系統にまとめて配置してもよい。

　（第１４実施形態）
　図４７に示す第１４実施形態では、第１三相巻線組８０１のＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相に三台の直流モータ７１０、７２０、７３０が接続され、第２三相巻線組８０２のＵ２相、Ｖ２相、Ｗ２相に三台の直流モータ７４０、７５０、７６０が接続されている。ここで、第１系統の直流モータ７１０、７２０、７３０には正負両方向の直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒが接続されており、第２系統の直流モータ７４０、７５０、７６０には直流モータリレーは接続されていない。少なくとも片方の系統を冗長な構成とすることで、直流モータリレーの数を低減可能である。

　（第１５実施形態）
　図４８に示す第１５実施形態は、第１４実施形態に対し電源の接続構成が異なる。第１５実施形態では、第１インバータ６０１及び第２インバータ６０２は個別の第１電源Ｂｔ１及び第２電源Ｂｔ２に接続されている。第２インバータ６０２は、高電位線ＢＨ２を介して第２電源Ｂｔ２の正極と接続され、低電位線ＢＬ２を介して第２電源Ｂｔ２の負極と接続されている。また、各インバータ６０１、６０２の入力部には、電源リレーＰ１ｒ／Ｒ、Ｐ２ｒ／Ｒ及びコンデンサＣ１、Ｃ２が個別に設けられている。このように第１５実施形態は、いわゆる「完全二系統」の冗長構成である。

　第２系統の直流モータ７４０、７５０、７６０には正負両方向の直流モータリレーＭＵ４ｒ／Ｒ、ＭＶ５ｒ／Ｒ、ＭＷ６ｒ／Ｒが接続されている。この構成により、例えば一方の電源が失陥した場合、他方の正常な電源のみを用いた片系統駆動モードにより三相モータ８００を駆動可能である。

　［効果］
　（１）本実施形態（ここでは第２実施形態等の符号を用いる）のＥＣＵ１０は、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌの動作を操作して三相モータ８００を駆動しながら、直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌの動作を操作し、直流モータ７１０、７２０、７３０を同時に駆動することができる。

　また、第１実施形態のように一組の三相巻線組８０１の一相の相電流経路に一台の直流モータ７１０が接続された構成では、最小限二個の直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ、ＭＵ１Ｌがあればよい。したがって、特許文献１の従来技術に対しスイッチの数を少なくすることができる。

　（２）制御部３０は、直流モータの通電方向に応じて、高電位側及び低電位側の直流モータ用スイッチのオン、オフを切り替え、且つ三相モータ８００の中性点電圧Ｖｎ１を高く又は低くするように操作する。これにより制御部３０は、特定直流モータの通電を適切に制御することができる。

　（３）第１実施形態を除く各実施形態のＥＣＵ１０は、一組の三相巻線組８０１の複数相に複数台の直流モータが接続されているか、又は、複数組の三相巻線組８０１、８０２の各一相以上に合計で複数台の直流モータが接続されている。これによりＥＣＵ１０は、三相モータ８００用の駆動装置で複数の直流モータ式アクチュエータの駆動機能を兼ねることができる。

　（４）本実施形態のＥＣＵ１０は、インバータ６０１の各相に流れる電流を検出する複数の電流センサＳＡＵ１、ＳＡＶ１、ＳＡＷ１を有する。制御部３０は、非特定相及び特定相の電流センサの検出値と、キルヒホッフの法則に基づく特定相の推定電流値とから、特定直流モータに流れる電流を算出する。これにより制御部３０は、特定直流モータの通電を適切に制御することができる。

　（５）本実施形態のＥＣＵ１０は、三相モータ８００として、ＥＰＳシステム９０１の操舵アシストモータ、又は、ＳＢＷシステム９０２の反力モータの駆動を制御する装置として好適に適用される。その場合、直流モータとして、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、具体的にはチルトアクチュエータ７２０やテレスコピックアクチュエータ７３０が用いられると有効である。

　（その他の実施形態）
　（ａ）直流モータ端子電圧Ｖｍ１、Ｖｍ２、Ｖｍ３は、デューティ制御等による直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌのスイッチング動作により、任意の値に調整されなくてもよい。少なくとも、高電位側スイッチＭＵ１Ｈ、ＭＶ２Ｈ、ＭＷ３Ｈのオン状態と、低電位側スイッチＭＵ１Ｌ、ＭＶ２Ｌ、ＭＷ３Ｌのオン状態との切替により電圧値が可変であればよい。そして、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式リレーを使ってもよい。また、直流モータに接続されるインバータスイッチング素子は他のインバータスイッチング素子よりも大きな電流が流れる可能性が有るため、他のスイッチと比べて容量が同等以上のものとするか、他のスイッチング素子よりも発熱が集中しない箇所や放熱の良い場所に配置してもよい。

　（ｂ）直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌは、インバータスイッチング素子ＩＵ１Ｈ／Ｌ、ＩＶ１Ｈ／Ｌ、ＩＷ１Ｈ／Ｌに対し電流容量が同等以上のスイッチが使用されてもよい。また、直流モータ用スイッチ側の電源リレーＰｄｒ／Ｒは、インバータ側の電源リレーＰ１ｒ／Ｒに対し電流容量が同等以上のスイッチが使用されてもよい。また、各上下スイッチの同時オンを防止するためのデッドタイムは各スイッチや流れる電流の大きさに応じて個別に設定されてもよく、デッドタイム分の補償をするための電圧は設定したデッドタイムや流れる電流に応じて各上下スイッチで個別に設定されてもよい。デッドタイム分の補償電圧の極性判別は、それぞれの上下スイッチに流れる電流の符号により決定される。

　（ｃ）第３実施形態等の直流モータ７１０、７２０、７３０について、端子地絡を想定し、負方向直流モータリレーＭＵ１Ｒ、ＭＶ２Ｒ、ＭＷ３Ｒを設けず、正方向直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＶ２ｒ、ＭＷ３ｒのみを設けてもよい。また、正方向直流モータリレーＭＵ１ｒ、ＭＶ２ｒ、ＭＷ３ｒと負方向直流モータリレーＭＵ１Ｒ、ＭＶ２Ｒ、ＭＷ３Ｒとの直列接続の向きは、図７等とは逆に、ＭＯＳＦＥＴのドレイン端子同士が隣接する向きでもよい。

　（ｄ）三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１又は直流モータリレーＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒは、機械式リレーもしくは双方向リレーでもよい。三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１が機械式リレーもしくは双方向リレーの場合、二相に設けられればよい。図７では三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１のソース端子がインバータ側の向きであるが、三相モータリレーＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１のドレイン端子がインバータ側の向きでもよい。

　（ｅ）電流センサは、インバータの下アーム素子と低電位線ＢＬ１との間に流れる電流を検出するものに限らず、相電流を直接検出してもよい。

　（ｆ）第１１～第１５実施形態では、第１系統のインバータ６０１及び直流モータ用スイッチＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌに対応する正方向電源リレー、負方向電源リレー及び雑防素子を第３実施形態に準ずる構成としている。これに対し、各系統の構成を第４～第８実施形態に準ずる構成としてもよい。二系統は同じ構成としてもよく、異なる構成としてもよい。

　（ｇ）図４９に示すように、直流モータ用スイッチは、双投スイッチＭＵ１ＤＴにより構成されてもよい。双投スイッチＭＵ１ＤＴは、直流モータ端子Ｍ１と高電位側接点及び低電位側接点との接続を切り替え可能である。

　（ｈ）二つの直流モータは、各々が独立した形態のものに限らず、二相の巻線を有するステッピングモータにより構成されてもよい。

　（ｉ）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。

　（ｊ）上記実施形態では、便宜上、ステアリングロックアクチュエータ７１０がステアリング振動アクチュエータの機能を兼ねるものとしているが、実際には、それらは一般に別々のモータとして構成される。そのため、ステアリングロックアクチュエータ又はステアリング振動アクチュエータのうち一方は、別の電力変換器により駆動されてもよい。

　（ｋ）本開示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、シート系アクチュエータ用等の直流モータに限らず、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。

　本開示の構成は、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。

　本開示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。

　本開示は実施形態に準拠して記述された。しかしながら、本開示は当該実施形態および構造に限定されるものではない。本開示は、様々な変形例および均等の範囲内の変形をも包含する。また、様々な組み合わせおよび形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせおよび形態も本開示の範疇および思想範囲に入るものである。

Claims

　一組以上の多相巻線組（８０１）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（Ｂｔ１）の正極及び負極とそれぞれ高電位線（ＢＨ１）及び低電位線（ＢＬ１）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）に電圧を印加する一つ以上の多相電力変換器（６０１）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、Ｍ３）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、Ｖｍ３）を可変とする直流回転機用スイッチ（ＭＵ１Ｈ／Ｌ、ＭＶ２Ｈ／Ｌ、ＭＷ３Ｈ／Ｌ）と、
　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、
　を備える回転機制御装置。
　前記制御部は、
　前記直流回転機の前記第１端子から前記第２端子へ向かう正方向に通電するとき、前記第２端子に接続される低電位側の前記直流回転機用スイッチをオンするか、前記第２端子に接続される低電位側及び高電位側の前記直流回転機用スイッチを前記第２端子の電圧が前記第１端子の電圧より低くなるようにスイッチング動作させ、且つ前記多相巻線組の中性点電圧（Ｖｎ１）を高くするように操作し、
　前記直流回転機の前記第２端子から前記第１端子に向かう負方向に通電するとき、前記第２端子に接続される高電位側の前記直流回転機用スイッチをオンするか、前記第２端子に接続される低電位側及び高電位側の前記直流回転機用スイッチを前記第２端子の電圧が前記第１端子の電圧より高くなるようにスイッチング動作させ、且つ前記多相巻線組の中性点電圧を低くするように操作する請求項１に記載の回転機制御装置。
　前記制御部は、前記中性点電圧を、前記多相巻線組への印加電圧に応じて調整する請求項２に記載の回転機制御装置。
　前記制御部は、所定の条件に基づき、前記中性点電圧の操作による前記直流回転機の駆動又は停止を切り替える請求項２または３に記載の回転機制御装置。
　前記直流回転機は複数台であって、
　一組の前記多相巻線組の複数相に複数台の前記直流回転機が接続されているか、又は、複数組の前記多相巻線組の各一相以上に合計で複数台の前記直流回転機が接続されている請求項１～４のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記多相電力変換器から前記多相回転機への相電流経路における前記直流回転機への分岐点（Ｊｕ、Ｊｖ、Ｊｗ）よりも前記直流回転機側に、直流回転機リレー（ＭＵ１ｒ／Ｒ、ＭＶ２ｒ／Ｒ、ＭＷ３ｒ／Ｒ）が設けられている請求項１～５のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記多相電力変換器と前記多相巻線組との間の一相以上に多相回転機リレー（ＭｍＵ１、ＭｍＶ１、ＭｍＷ１）が設けられており、
　前記直流回転機が接続される相では、前記多相電力変換器から前記多相回転機への相電流経路における前記直流回転機への分岐点（Ｊｕ、Ｊｖ、Ｊｗ）よりも前記多相回転機側に、前記多相回転機リレーが設けられている請求項１～６のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記多相電力変換器及び前記直流回転機用スイッチは、個別の電源（Ｂｔ１、Ｂｔｄ）に接続されている請求項１～７のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記直流回転機用スイッチは、前記インバータスイッチング素子よりも電流容量が小さい請求項１～８のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記多相電力変換器の各相に流れる電流を検出する複数の電流センサ（ＳＡＵ１、ＳＡＶ１、ＳＡＷ１）を有し、
　一台以上の前記直流回転機のうち通電対象として選択された一台の前記直流回転機を特定直流回転機とし、前記特定直流回転機が接続される相を特定相と定義し、前記特定相以外の相を非特定相と定義すると、
　前記制御部は、前記特定直流回転機に通電するとき、
　前記非特定相の電流センサで検出される電流値からキルヒホッフの法則により前記特定相に流れる電流値を推定電流値として算出し、
　前記推定電流値と、前記特定相の電流センサで検出される電流値とから、前記特定直流回転機に流れる電流を算出する請求項１～９のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記電流センサは、前記多相電力変換器の各相の低電位側のスイッチング素子と前記低電位線との間に設置されている請求項１０に記載の回転機制御装置。
　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検出を行うものであり、前記直流回転機の駆動時と非駆動時とで、前記異常検出におけるフェイルセーフ閾値を切り替える請求項１～１１のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記電源の電極が正規の向きとは逆向きに接続されたとき前記電源からの通電を遮断可能な負方向の電源リレー（Ｐ１Ｒ）が、前記多相電力変換器及び前記直流回転機用スイッチに対して共通に設けられている請求項１～１２のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記電源の電極が正規の向きに接続されたとき前記電源からの通電を遮断可能な正方向の電源リレー（Ｐ１ｒ）が、さらに前記多相電力変換器及び前記直流回転機用スイッチに対して共通に設けられている請求項１３に記載の回転機制御装置。
　前記電源からの通電を遮断可能な電源リレー（Ｐ１ｒ、Ｐ１Ｒ、Ｐｄｒ、ＰｄＲ）が前記多相電力変換器及び前記直流回転機用スイッチに対して個別に設けられており、
　前記直流回転機用スイッチ側の前記電源リレーは、前記多相電力変換器側の前記電源リレーよりも電流容量が小さい請求項１～１２のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記多相電力変換器及び前記直流回転機用スイッチに対し、ノイズフィルタとして機能する雑防素子（Ｌ１、Ｃ１）が共通に設けられている請求項１～１５のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記多相電力変換器及び前記直流回転機用スイッチに対し、ノイズフィルタとして機能する雑防素子（Ｌ１、Ｃ１、Ｌｄ、Ｃｄ）が個別に設けられている請求項１～１５のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記多相回転機は、二組の三相巻線組が同軸に設けられた三相二重巻線回転機である請求項１～１７のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　個別の電源（Ｂｔ１、Ｂｔ２）に接続された複数の前記多相電力変換器を備える請求項１～１８のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　前記制御部は、
　前記直流回転機に通電し、前記多相回転機に通電しない場合、
　通電する前記直流回転機が接続された相の高電位側の前記インバータスイッチング素子をオン、低電位側の前記インバータスイッチング素子をオフし、且つ、
　高電位側の前記直流回転機用スイッチをオフ、低電位側の前記直流回転機用スイッチをオンするか、前記第２端子に接続される低電位側及び高電位側の前記直流回転機用スイッチを前記第２端子の電圧が前記第１端子の電圧より低くなるようにスイッチング動作させ、
　又は、
　通電する前記直流回転機が接続された相の高電位側の前記インバータスイッチング素子をオフ、低電位側の前記インバータスイッチング素子をオンし、且つ、
　高電位側の前記直流回転機用スイッチをオン、低電位側の前記直流回転機用スイッチをオフするか、前記第２端子に接続される低電位側及び高電位側の前記直流回転機用スイッチを前記第２端子の電圧が前記第１端子の電圧より高くなるようにスイッチング動作させ、
　又は、
　通電する前記直流回転機が接続された各相の前記インバータスイッチング素子を各相の端子電圧が同じ電圧となるようスイッチング動作させ、且つ、
　前記直流回転機の前記第１端子から前記第２端子へ向かう正方向に通電するとき、前記第２端子に接続される低電位側の前記直流回転機用スイッチをオンするか、前記第２端子に接続される低電位側及び高電位側の前記直流回転機用スイッチを前記第２端子の電圧が前記第１端子の電圧より低くなるようにスイッチング動作させ、
　前記直流回転機の前記第２端子から前記第１端子に向かう負方向に通電するとき、前記第２端子に接続される高電位側の前記直流回転機用スイッチをオンするか、前記第２端子に接続される低電位側及び高電位側の前記直流回転機用スイッチを前記第２端子の電圧が前記第１端子の電圧より高くなるようにスイッチング動作させる、
　請求項１～１９のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　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の回転機である請求項１～２０のいずれか一項に記載の回転機制御装置。
　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（７２０、７３０）を含む請求項２１に記載の回転機制御装置。