(57)【要約】【課題】効率的な素子配置を実現する。【解決手段】電力変換装置は、巻線の一端に接続される第１インバータと、上記第１インバータが実装された第１実装基板と、上記一端に対する他端に接続される第２インバータと、上記第２インバータが実装された第２実装基板と、上記第２基板上に実装され、上記一端側における中性点の形成・非形成を切替える第１中性点リレー回路と、上記第１基板上に実装され、上記他端側における中性点の形成・非形成を切替える第２中性点リレー回路と、を備え、上記第１インバータと上記第１中性点リレー回路が、上記第１実装基板と上記第２実装基板との対向方向で見た場合に互いに重なり合う位置に実装され、上記第２インバータと上記第２中性点リレー回路が、上記対向方向で見た場合に互いに重なり合う位置に実装される。
2019150912.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源からの電力を、ｎ相（ｎは３以上の整数）の巻線を有するモータに供給する電力に変換する電力変換装置であって、
前記巻線の一端に接続される第１インバータと、
前記第１インバータが実装された第１実装基板と、
前記一端に対する他端に接続される第２インバータと、
前記第２インバータが実装され、前記第１実装基板と基板面同士が対向した第２実装基板と、
前記第２基板上に実装され、かつ、前記巻線に対する前記一端側と前記他端側とのうち前記一端側における中性点の形成・非形成を切替える第１中性点リレー回路と、
前記第１基板上に実装され、かつ、前記巻線に対する前記一端側と前記他端側とのうち前記他端側における中性点の形成・非形成を切替える第２中性点リレー回路と、を備え、
前記第１インバータと前記第１中性点リレー回路が、前記第１実装基板と前記第２実装基板との対向方向で見た場合に互いに重なり合う位置に実装され、
前記第２インバータと前記第２中性点リレー回路が、前記対向方向で見た場合に互いに重なり合う位置に実装される電力変換装置。
【請求項２】
前記第１実装基板上に実装され、前記第１インバータおよび前記第２中性点リレー回路を制御する第１制御回路と、
前記第２実装基板上に実装され、前記第２インバータおよび前記第１中性点リレー回路を制御する第２制御回路と、を備え、
前記電源が、互いに独立な第１電源と第２電源とを備え、
前記第１制御回路および前記第１インバータは、前記第１電源から電力を供給され、
前記第２制御回路および前記第２インバータは、前記第２電源から電力を供給される請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記第１実装基板と前記第２実装基板との間を渡り前記第１中性点リレー回路に接続された第１導線と、
前記第１実装基板と前記第２実装基板との間を渡り前記第２中性点リレー回路に接続された第２導線と、を備え、
前記第１中性点リレー回路は、前記第１導線を介して前記第１インバータにおける電源側に位置する電源端と、前記第１インバータにおけるグランド側に位置するグランド端とに接続され、かつ、それら電源端とグランド端との接続・非接続を切替え、
前記第２中性点リレー回路は、前記第２導線を介して前記第２インバータにおける電源側に位置する電源端と、前記第２インバータにおけるグランド側に位置するグランド端とに接続され、かつ、それら電源端とグランド端との接続・非接続を切替える請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記巻線の前記一端および前記他端の双方が前記第１実装基板と前記第２実装基板との間を渡り、
前記第１中性点リレー回路が、前記巻線の前記一端に前記第１インバータと並列に接続され、かつ、前記一端同士の接続・非接続を切替え、
前記第２中性点リレー回路が、前記巻線の前記他端に前記第２インバータと並列に接続され、かつ、前記他端同士の接続・非接続を切替える請求項１または２に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記対向方向で見た場合に、前記第１インバータと前記第２インバータとが互いに対称な配置であり、前記第１中性点リレー回路と前記第２中性点リレー回路とが互いに対称な配置である請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
前記電力変換装置に接続され、前記電力変換装置によって変換された電力が供給されるモータと、
を備えた駆動装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電力変換装置と、
前記電力変換装置によって変換された電力が供給されるモータと、
前記モータにより駆動されるパワーステアリング機構と、
を備えるパワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つのインバータによりモータの電力を変換するインバータ駆動システムが知られる。  【０００３】
例えば特許文献１には２つのインバータ部を有する電力変換装置が開示される。特許文献１では、故障検出手段によりスイッチング素子の故障が検出される。そして、スイッチング素子に故障が生じた場合、回転電機(モータ)の駆動継続のため、スイッチング素子のオンオフ作動制御が正常時制御から故障時制御に切り替えられて回転電機が駆動される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−１９２９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置における電力供給について、電源および制御回路を含んだ駆動系の全部あるいは一部の冗長化による電力供給の継続性の向上が求められる。  しかし、冗長化に伴い素子の数が増大するので、素子配置の効率化が求められる。  そこで、本発明は、効率的な素子配置の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る電力変換装置の一態様は、電源からの電力を、ｎ相（ｎは３以上の整数）の巻線を有するモータに供給する電力に変換する電力変換装置であって、上記巻線の一端に接続される第１インバータと、上記第１インバータが実装された第１実装基板と、上記一端に対する他端に接続される第２インバータと、上記第２インバータが実装され、上記第１実装基板と基板面同士が対向した第２実装基板と、上記第２基板上に実装され、かつ、上記巻線に対する上記一端側と上記他端側とのうち上記一端側における中性点の形成・非形成を切替える第１中性点リレー回路と、上記第１基板上に実装され、かつ、上記巻線に対する上記一端側と上記他端側とのうち上記他端側における中性点の形成・非形成を切替える第２中性点リレー回路と、を備え、上記第１インバータと上記第１中性点リレー回路が、上記第１実装基板と上記第２実装基板との対向方向で見た場合に互いに重なり合う位置に実装され、上記第２インバータと上記第２中性点リレー回路が、上記対向方向で見た場合に互いに重なり合う位置に実装される。  【０００７】
本発明に係る駆動装置の一態様は、上記電力変換装置と、上記電力変換装置に接続され、上記電力変換装置によって変換された電力が供給されるモータと、を備える。  【０００８】
本発明に係るパワーステアリング装置の一態様は、上記電力変換装置と、上記電力変換装置によって変換された電力が供給されるモータと、上記モータにより駆動されるパワーステアリング機構と、を備える。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、実装基板上の配置面積が有効に活用され、あるいは、モータの巻線に対する配線経路が簡素化されるので、効率的な素子配置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態によるモータ駆動ユニットのブロック構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本実施形態によるモータ駆動ユニットの回路構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、正常時におけるモータの各相の各コイルに流れる電流値を示す図である
【図４】図４は、モータ駆動ユニットのハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図５】図５は、第１実装基板および第２実装基板のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図６】図６は、角度センサ周辺のハードウェア構成を示す図である。
【図７】図７は、第１のセンサマグネットによる磁場の状態を示す図である。
【図８】図８は、第１のセンサマグネットによる磁場の状態を示す図である。
【図９】図９は、センサ構成が異なる変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、マグネット構成が異なる変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、ヒートシンクの配置が考慮された変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、基板構成が異なる変形例による実装基板のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、中性点リレー回路の構成が異なる変形例による回路構成を模式的に示す図である。
【図１４】図１４は、中性点リレー回路の構成が異なる別の変形例による回路構成を模式的に示す図である。
【図１５】図１５は、中性点リレー回路の構成が異なる更に別の変形例による回路構成を模式的に示す図である。
【図１６】図１６は、図７に示された変形例に対する別の変形例を示す図である。
【図１７】図１７は、図７に示された変形例におけるモータ駆動ユニットのハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図１８】図１８は、図１１に示されたハードウェア構成における第１実装基板および第２実装基板のハードウェア構成を模式的に示す図である。
【図１９】図１９は、図１０とは異なる基板構成の変形例を示す図である。
【図２０】図２０は、本実施形態によるパワーステアリング装置の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付の図面を参照しながら、本開示の電力変換装置、駆動装置およびパワーステアリング装置の実施形態を詳細に説明する。但し、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするため、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。  
【００１２】
本明細書において、電源からの電力を、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）の巻線（「コイル」と表記する場合がある。）を有する三相モータに供給する電力に変換する電力変換装置を例にして、本開示の実施形態を説明する。ただし、電源からの電力を、四相または五相などのｎ相（ｎは４以上の整数）の巻線を有するｎ相モータに供給する電力に変換する電力変換装置も本開示の範疇である。
（モータ駆動ユニット１０００の構造）
図１は、本実施形態によるモータ駆動ユニット１０００のブロック構成を模式的に示す図である。  モータ駆動ユニット１０００は、電力供給装置１０１、１０２、モータ２００および制御回路３０１、３０２を備える。  
【００１３】
本明細書では、構成要素としてモータ２００を備えるモータ駆動ユニット１０００を説明する。モータ２００を備えるモータ駆動ユニット１０００は、本発明の駆動装置の一例に相当する。ただし、モータ駆動ユニット１０００は、構成要素としてモータ２００を備えない、モータ２００を駆動するための装置であってもよい。モータ２００を備えないモータ駆動ユニット１０００は、本発明の電力変換装置の一例に相当する。  
【００１４】
第１の電力供給装置１０１は、第１インバータ１１１、第２中性点リレー回路１２１電流センサ４０１および電圧センサ４１１を備える。第２の電力供給装置１０２は、第２インバータ１１２、第１中性点リレー回路１２２、電流センサ４０２および電圧センサ４１２を備える。  
【００１５】
モータ駆動ユニット１０００は、２つの電力供給装置１０１、１０２によって、電源（図２の符号４０３、４０４）からの電力をモータ２００に供給する電力に変換することが可能である。例えば、第１および第２インバータ１１１、１１２は、直流電力を、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の擬似正弦波である三相交流電力に変換することが可能である。  
【００１６】
第１インバータ１１１は、モータ２００のコイルの一端２１０に接続され、第２インバータ１１２は、モータ２００のコイルの他端２２０に接続される。本明細書において、部品（構成要素）同士の「接続」とは、特に断らない限り電気的な接続を意味する。  
【００１７】
モータ２００は、例えば三相交流モータである。モータ２００は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相のコイルを有する。コイルの巻き方は、例えば、集中巻きまたは分布巻きである。  
【００１８】
制御回路３０１、３０２は、後で詳述するようにマイクロコントローラ３４１、３４２などを備える。第１の制御回路３０１は、電流センサ４０１および角度センサ３２１からの入力信号に基づいて第１の電力供給装置１０１を制御する。また、第２の制御回路３０２は、電流センサ４０２および角度センサ３２２からの入力信号に基づいて第２の電力供給装置１０２を制御する。制御回路３０１、３０２における電力供給装置１０１、１０２の制御手法として、例えばベクトル制御、直接トルク制御（ＤＴＣ）から選択された制御手法が用いられる。  図２を参照して、モータ駆動ユニット１０００の具体的な回路構成を説明する。  
【００１９】
図２は、本実施形態によるモータ駆動ユニット１０００の回路構成を模式的に示す図である。但し、図２では、主に電力供給装置１０１、１０２の回路構成が示される。  
【００２０】
モータ駆動ユニット１０００は電源に接続される。電源は、それぞれ独立した第１電源４０３と第２電源４０４を備える。電源４０３、４０４は所定の電源電圧（例えば１２Ｖ）を生成する。電源４０３、４０４として、例えば直流電源が用いられる。ただし、電源４０３、４０４は、ＡＣ−ＤＣコンバータまたはＤＣ―ＤＣコンバータであってもよいし、バッテリー（蓄電池）であってもよい。また、モータ駆動ユニット１０００は、内部に電源を備えていてもよい。  
【００２１】
モータ駆動ユニット１０００は、コイル１０３、１０４、コンデンサ１０５、第１インバータ１１１、第２インバータ１１２、第１中性点リレー回路１２２、第２中性点リレー回路１２１、モータ２００および制御回路３０１、３０２を備える。  
【００２２】
モータ駆動ユニット１０００は、モータ２００のコイル（巻線）の一端２１０側に対応した第１系統と、モータ２００のコイル（巻線）の他端２２０側に対応した第２系統とを備える。第１系統には、第１インバータ１１１と第１中性点リレー回路１２２と第１制御回路３０１が含まれる。第２系統には、第２インバータ１１２と第２中性点リレー回路１２１と第２制御回路３０２が含まれる。第１系統のインバータ１１１と制御回路３０１は第１電源４０３から電力を供給される。第２系統のインバータ１１２と制御回路３０２は第２電源４０４から電力を供給される。電源と制御回路を含んだ駆動系が、電源も含めて冗長化されるので、後述するように、一方の系統における電源の異常時にも、他方の系統によって電力供給が継続される。  
【００２３】
電力供給装置１０１、１０２は、上述した２つの系統に一部が跨がった構成を有する。第１の電力供給装置１０１は、第１系統のインバータ１１１と第２系統の中性点リレー回路１２１と第１系統の制御回路３０１とを備える。そして、第１系統のインバータ１１１と第２系統の中性点リレー回路１２１は、第１系統の制御回路３０１によって制御される。第２の電力供給装置１０２は、第２系統のインバータ１１２と第１系統の第１中性点リレー回路１２２と第２系統の制御回路３０２とを備える。そして、第２系統のインバータ１１２と第１系統の第１中性点リレー回路１２２は、第２系統の制御回路３０２によって制御される。  
【００２４】
電源４０３、４０４とインバータ１１１、１１２との間にはコイル１０３、１０４が備えられる。コイル１０３、１０４は、ノイズフィルタとして機能し、各インバータ１１１、１１２に供給される電圧波形に含まれる高周波ノイズを平滑化する。また、コイル１０３、１０４は、インバータ１１１、１１２で発生する高周波ノイズが電源４０３、４０４側に流出することを防ぐため高周波ノイズを平滑化する。また、各インバータ１１１、１１２の電源端子には、コンデンサ１０５が接続される。コンデンサ１０５は、いわゆるバイパスコンデンサであり、電圧リプルを抑制する。コンデンサ１０５は、例えば電解コンデンサであり、容量および使用する個数は設計仕様などによって適宜決定される。  
【００２５】
第１インバータ１１１は、３個のレグを有するブリッジ回路を備える。各レグは、電源とモータ２００との間に接続されたハイサイドスイッチ素子およびモータ２００とグランドとの間に接続されたローサイドスイッチ素子を備える。具体的には、Ｕ相用レグは、ハイサイドスイッチ素子１１３Ｈおよびローサイドスイッチ素子１１３Ｌを備える。Ｖ相用レグは、ハイサイドスイッチ素子１１４Ｈおよびローサイドスイッチ素子１１４Ｌを備える。Ｗ相用レグは、ハイサイドスイッチ素子１１５Ｈおよびローサイドスイッチ素子１１５Ｌを備える。スイッチ素子としては、例えば電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴなど）または絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）が用いられる。なお、スイッチ素子がＩＧＢＴである場合には、スイッチ素子と逆並列にダイオード（フリーホイール）が接続される。  
【００２６】
第１インバータ１１１は、例えば、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の各相の巻線に流れる電流を検出するための電流センサ４０１（図１を参照）として、シャント抵抗１１３Ｒ、１１４Ｒおよび１１５Ｒをそれぞれ各レグに備える。電流センサ４０１は、各シャント抵抗に流れる電流を検出する電流検出回路（不図示）を備える。例えば、シャント抵抗は、各レグにおいて、ローサイドスイッチ素子とグランドとの間に接続され得る。シャント抵抗の抵抗値は、例えば０．５ｍΩ〜１．０ｍΩ程度である。  
【００２７】
シャント抵抗の数は３つ以外でもよい。例えば、Ｕ相、Ｖ相用の２つのシャント抵抗１１３Ｒ、１１４Ｒ、Ｖ相、Ｗ相用の２つのシャント抵抗１１４Ｒ、１１５Ｒ、または、Ｕ相、Ｗ相用の２つのシャント抵抗１１３Ｒ、１１５Ｒが用いられてもよい。使用されるシャント抵抗の数およびシャント抵抗の配置は、製品コストおよび設計仕様などが考慮されて適宜決定される。  
【００２８】
第２インバータ１１２は、３個のレグを有するブリッジ回路を備える。Ｕ相用レグは、ハイサイドスイッチ素子１１６Ｈおよびローサイドスイッチ素子１１６Ｌを備える。Ｖ相用レグは、ハイサイドスイッチ素子１１７Ｈおよびローサイドスイッチ素子１１７Ｌを備える。Ｗ相用レグは、ハイサイドスイッチ素子１１８Ｈおよびローサイドスイッチ素子１１８Ｌを備える。第１インバータ１１１と同様に、第２インバータ１１２は、例えば、シャント抵抗１１６Ｒ、１１７Ｒおよび１１８Ｒを備える。  
【００２９】
第１インバータ１１１は、モータ２００のコイル(巻線)の一端２１０に接続される。具体的に説明すると、第１インバータ１１１のＵ相用レグ（つまり、ハイサイドスイッチ素子およびローサイドスイッチ素子の間のノード）は、モータ２００のＵ相コイルの一端２１０に接続される。第１インバータ１１１のＶ相用レグは、Ｖ相コイルの一端２１０に接続される。第１インバータ１１１のＷ相用レグは、Ｗ相コイルの一端２１０に接続される。  
【００３０】
第２インバータ１１２は、モータ２００のコイル(巻線)の他端２２０に接続される。具体的に説明すると、第２インバータ１１２のＵ相用レグは、モータ２００のＵ相コイルの他端２２０に接続される。第２インバータ１１２のＶ相用レグは、Ｖ相コイルの他端２２０に接続される。第２インバータ１１２のＷ相用レグは、Ｗ相コイルの他端２２０に接続される。  
【００３１】
第１中性点リレー回路１２２は、コイルに対する一端２１０側(第１系統側)と他端２２０側(第２系統側)とのうち一端２１０側における中性点の形成・非形成を切替えることが可能である。具体的には、第１中性点リレー回路１２２は、第１インバータ１１１と並列に、モータ２００のコイルの一端２１０に接続される。第１中性点リレー回路１２２は、モータ２００のコイルの一端２１０同士の接続・非接続を切替えることが可能である。  
【００３２】
第１中性点リレー回路１２２は、一端がノードＮ１に共通に接続され、かつ、他端がモータ２００の各相のコイルに接続される３個の第１中性点リレー１２３、１２４および１２５を有する。具体的に説明すると、第１中性点リレー１２３は、ノードＮ１とＵ相コイルの一端２１０とに接続される。第１中性点リレー１２４は、ノードＮ１とＶ相コイルの一端２１０とに接続される。第１中性点リレー１２５は、ノードＮ１とＷ相コイルの一端２１０とに接続される。  
【００３３】
第２中性点リレー回路１２１は、コイルに対する一端２１０側(第１系統側)と他端２２０側(第２系統側)とのうち他端２２０側における中性点の形成・非形成を切替えることが可能である。具体的には、第２中性点リレー回路１２１は、第２インバータ１１２と並列に、モータ２００のコイルの他端２２０に接続される。第２中性点リレー回路１２１は、モータ２００のコイルの他端２２０同士の接続・非接続を切替えることが可能である。  
【００３４】
第２中性点リレー回路１２１は、一端がノードＮ２に共通に接続され、かつ、他端がモータ２００の各相のコイルに接続される３個の第２中性点リレー１２６、１２７および１２８を有する。具体的に説明すると、第２中性点リレー１２６は、ノードＮ２とＵ相コイルの他端２２０とに接続される。第２中性点リレー１２７は、ノードＮ２とＶ相コイルの他端２２０とに接続される。第２中性点リレー１２８は、ノードＮ２とＷ相コイルの他端２２０とに接続される。  上述した中性点リレーとしては、例えば、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチ素子またはメカニカルリレーが用いられる。  
【００３５】
再び図１を参照する。制御回路３０１、３０２は、例えば、電源回路３１１、３１２と、角度センサ３２１、３２２と、入力回路３３１、３３２と、マイクロコントローラ３４１、３４２と、駆動回路３５１、３５２と、ＲＯＭ３６１、３６２とを備える。制御回路３０１、３０２は電力供給装置１０１、１０２に接続される。そして、制御回路３０１、３０２は電力供給装置１０１、１０２を制御する。具体的には、上述したように、第１の制御回路３０１は、第１インバータ１１１および第２中性点リレー回路１２２を制御する。第２の制御回路３０２は、第２インバータ１１２および第１中性点リレー回路１２１を制御する。  
【００３６】
制御回路３０１、３０２は、目的とするロータの位置（回転角）、回転速度、および電流などを制御し
てクローズドループ制御を実現することができる。回転速度は、例えば、回転角（ｒａｄ）を時間微分することにより得られ、単位時間（例えば１分間）にロータが回転する回転数（ｒｐｍ）で表される。制御回路３０１、３０２は、目的とするモータトルクを制御することも可能である。制御回路３０１、３０２は、トルク制御のためにトルクセンサを備えてもよいがトルクセンサが省かれていてもトルク制御は可能である。また、角度センサに変えてセンサレスアルゴリズムを備えてもよい。また、２つの制御回路３０１、３０２は、各々がモータの回転に同期して制御を行うことで相互の制御動作を同期させる。電源回路３１１、３１２は、制御回路３０１、３０２内の各ブロックに必要なＤＣ電圧（例えば３Ｖ、５Ｖ）を生成する。
【００３７】
角度センサ３２１、３２２は、例えばホールＩＣである。角度センサ３２１、３２２は、磁気抵抗（ＭＲ）素子を有するＭＲセンサとセンサマグネットとの組み合わせによっても実現される。角度センサ３２１、３２２は、モータ２００のロータの回転角を検出し、検出した回転角を表した回転信号をマイクロコントローラ３４１、３４２に出力する。モータ制御手法（例えばセンサレス制御）によっては、角度センサ３２１、３２２は必要とされない場合がある。  
【００３８】
電圧センサ４１１、４１２は、中性点リレー回路１２１、１２２の、モータ２００のコイルに接続された一端における電圧を検出し、検出した電圧値を入力回路３３１、３３２に出力する。  
【００３９】
入力回路３３１、３３２は、電流センサ４０１、４０２によって検出されたモータ電流値（以下、「実電流値」と表記する。）と電圧センサ４１１、４１２によって検出された電圧値を受け取る。入力回路３３１、３３２は、マイクロコントローラ３４１、３４２の入力レベルに実電流値および電圧値のレベルを必要に応じて変換し、実電流値および電圧値をマイクロコントローラ３４１、３４２に出力する。入力回路３３１、３３２は、アナログデジタル変換回路である。  
【００４０】
マイクロコントローラ３４１、３４２は、角度センサ３２１、３２２によって検出されたロータの回転信号を受信するとともに、入力回路３３１、３３２から出力された実電流値および電圧値を受信する。マイクロコントローラ３４１、３４２は、実電流値およびロータの回転信号などに従って目標電流値を設定してＰＷＭ信号を生成し、生成したＰＷＭ信号を駆動回路３５１、３５２に出力する。例えば、マイクロコントローラ３４１、３４２は、電力供給装置１０１、１０２のインバータ１１１、１１２における各スイッチ素子のスイッチング動作（ターンオンまたはターンオフ）を制御するためのＰＷＭ信号を生成する。  
【００４１】
また、マイクロコントローラ３４１、３４２は、中性点リレー回路１２１、１２２のオン・オフの状態を決定する信号を、受信した電圧値に従って生成することが可能である。  
【００４２】
駆動回路３５１、３５２は、例えばゲートドライバである。駆動回路３５１、３５２は、第１および第２インバータ１１１、１１２における各スイッチ素子のスイッチング動作を制御する制御信号（例えば、ゲート制御信号）をＰＷＭ信号に従って生成し、生成した制御信号を各スイッチ素子に与える。さらに、駆動回路３５１、３５２は、マイクロコントローラ３４１、３４２からの、各中性点リレー回路１２１、１２２のオン・オフの状態を決定する信号に従って、各中性点リレー回路１２１、１２２における各中性点リレーをオン・オフする制御信号を生成し、生成した制御信号を各中性点リレーに与えることが可能である。  マイクロコントローラ３４１、３４２は、駆動回路３５１、３５２の機能を有していてもよい。その場合、駆動回路３５１、３５２は省かれる。  
【００４３】
ＲＯＭ３６１、３６２は、例えば書き込み可能なメモリ（例えばＰＲＯＭ）、書き換え可能なメモリ（例えばフラッシュメモリ）または読み出し専用のメモリである。ＲＯＭ３６１、３６２は、マイクロコントローラ３４１、３４２に電力供給装置１０１、１０２を制御させるための命令群を含む制御プログラムを格納する。例えば、制御プログラムはブート時にＲＡＭ（不図示）に一旦展開される。  
【００４４】
電力供給装置１０１、１０２の制御には正常時および異常時の制御がある。制御回路３０１、３０２（主としてマイクロコントローラ３４１、３４２）は、電力供給装置１０１、１０２の制御を正常時の制御から異常時の制御に切替えることができる。制御の種類に応じて、第１中性点リレー回路１２２および第２中性点リレー回路１２１のオン・オフ状態が決定される。  以下、モータ駆動ユニット１０００の動作の具体例を説明し、主として電力供給装置１００の動作の具体例を説明する。
（正常時の制御）
【００４５】
先ず、電力供給装置１０１、１０２の正常時の制御方法の具体例を説明する。正常とは、２つの電源４０３、４０４と、２つのインバータ１１１、１１２と、２つの制御回路３０１、３０２のいずれもが正しく動作する状態を指す。  
【００４６】
正常時において、制御回路３０１、３０２は、第１中性点リレー回路１２２をオフし、かつ、第２中性点リレー回路１２１をオフする。これにより、モータ２００の各相のコイルは互いに非接続となり、各相のコイルは各々独立に２つのインバータ１１１、１１２の各レグに接続される。  
【００４７】
第１中性点リレー回路１２２がオフすると、モータ２００の各相のコイルの一端２１０同士は絶縁される。「第１中性点リレー回路１２２がオフする」とは、第１中性点リレー１２３、１２４および１２５が全てオフすることを意味する。  
【００４８】
第２中性点リレー回路１２１がオフすると、モータ２００の各相のコイルの他端２２０同士は絶縁される。「第２中性点リレー回路１２１がオフする」とは、第２中性点リレー１２６、１２７および１２８が全てオフすることを意味する。  
【００４９】
この接続状態において、制御回路３０１、３０２は、第１インバータ１１１および第２インバータ１１２の両方を用いて三相通電制御することによってモータ２００を駆動する。一例として、制御回路３０１、３０２は、第１インバータ１１１のスイッチ素子と第２インバータ１１２のスイッチ素子とを、周期変動するデューティでスイッチング制御することにより三相通電制御を行うことができる。第１インバータ１１１と第２インバータ１１２とのそれぞれにおけるデューティの周期変動は制御回路３０１、３０２によって切り替え可能である。制御回路３０１、３０２は、例えば第１インバータ１１１と第２インバータ１１２とで逆位相（位相差＝１８０°）となる周期変動に切り替えてもよい。  図３は、正常時におけるモータ２００の各相の各コイルに流れる電流値を示す図である。  
【００５０】
図３には、正常時の三相通電制御に従って電力供給装置１０１、１０２が制御されたときにモータ２００のＵ相、Ｖ相およびＷ相の各コイルに流れる電流値をプロットして得られる電流波形（正弦波）が例示される。図３の横軸は、モータ電気角（ｄｅｇ）を示し、縦軸は電流値（Ａ）を示す。Ｉｐｋは各相の最大電流値（ピーク電流値）を表す。なお、電力供給装置１０１、１０２は、図３に例示した正弦波以外に、例えば矩形波を用いてモータ２００を駆動することも可能である。  
【００５１】
表１は、図３の正弦波において電気角毎に各インバータの端子に流れる電流値を示す。表１は、具体的に、第１インバータ１１１とＵ相、Ｖ相およびＷ相それぞれのコイルの一端２１０との接続点に流れる電気角３０°毎の電流値を示す。また、表１は、第２インバータ１１２とＵ相、Ｖ相およびＷ相それぞれのコイルの他端２２０との接続点に流れる、電気角３０°毎の電流値を示す。ここで、第１インバータ１１１に対しては、モータ２００の一端２１０から他端２２０に流れる電流方向を正の方向と定義する。また、第２インバータ１１２に対しては、モータ２００の他端２２０から一端２１０に流れる電流方向を正の方向と定義する。従って、第１インバータ１１１の電流と第２インバータ１１２の電流との位相差は１８０°となる。表１において、電流値Ｉ１の大きさは〔（３）１／２／２〕＊Ｉｐｋであり、電流値Ｉ２の大きさはＩｐｋ／２である。  
【００５２】
【表１】
2019150912.tif 000003
【００５３】
電気角０°において、Ｕ相のコイルは電流が「０」となる。電気角０°において、Ｖ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ１の電流が流れ、Ｗ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ１の電流が流れる。  
【００５４】
電気角３０°において、Ｕ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ２の電流が流れ、Ｖ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩｐｋの電流が流れ、Ｗ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ２の電流が流れる。  
【００５５】
電気角６０°において、Ｕ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ１の電流が流れ、Ｖ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ１の電流が流れる。電気角６０°において、Ｗ相のコイルは電流が「０」となる。  
【００５６】
電気角９０°において、Ｕ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩｐｋの電流が流れ、Ｖ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ２の電流が流れ、Ｗ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ２の電流が流れる。  
【００５７】
電気角１２０°において、Ｕ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ１の電流が流れ、Ｗ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ１の電流が流れる。電気角１２０°において、Ｖ相のコイルは電流が「０」となる。  
【００５８】
電気角１５０°において、Ｕ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ２の電流が流れ、Ｖ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ２の電流が流れ、Ｗ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩｐｋの電流が流れる。  
【００５９】
電気角１８０°において、Ｕ相のコイルは電流が「０」となる。電気角１８０°において、Ｖ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ１の電流が流れ、Ｗ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ１の電流が流れる。  
【００６０】
電気角２１０°において、Ｕ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ２の電流が流れ、Ｖ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩｐｋの電流が流れ、Ｗ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ２の電流が流れる。  
【００６１】
電気角２４０°において、Ｕ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ１の電流が流れ、Ｖ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ１の電流が流れる。電気角２４０°において、Ｗ相のコイルは電流が「０」となる。  
【００６２】
電気角２７０°において、Ｕ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩｐｋの電流が流れ、Ｖ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ２の電流が流れ、Ｗ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ２の電流が流れる。  
【００６３】
電気角３００°において、Ｕ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ１の電流が流れ、Ｗ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ１の電流が流れる。電気角３００°において、Ｖ相のコイルは電流が「０」となる。  
【００６４】
電気角３３０°において、Ｕ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ２の電流が流れ、Ｖ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ２の電流が流れ、Ｗ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩｐｋの電流が流れる。  
【００６５】
図３に示される電流波形において、電流の向きを考慮した三相のコイルに流れる電流の総和は電気角毎に「０」となる。ただし、電力供給装置１０１、１０２の回路構成によれば、三相のコイルに流れる電流は独立に制御される。このため、制御回路３０１、３０２は電流の総和が「０」以外の値となる制御を行うことも可能である。
（異常時の制御）  
【００６６】
電力供給装置１００の異常時の制御方法の具体例を説明する。異常とは、２つの電源４０３、４０４と、２つのインバータ１１１、１１２と、２つの制御回路３０１、３０２の１つ以上に故障が生じた状態を指す。異常には、大きく分けて第１系統の異常と第２系統の異常とがある。また、各系統の異常としては、インバータ１１１、１１２の故障による異常と駆動系の異常がある。本明細書で「駆動系の異常」は、電源のみの異常、制御回路のみの異常、電源と制御回路との両方の異常、電源異常に伴い制御部も動作停止した状態などといった各種の異常状態を含む。また、インバータ１１１、１１２の故障は、インバータ回路内における断線、ショート、スイッチ素子の故障などを含む。  
【００６７】
異常検知の一例として、制御回路３０１、３０２（主としてマイクロコントローラ３４１、３４２）は、電圧センサ４１１、４１２によって検出された電圧値を解析することで、２つの系統のうち自己が所属する系統に対する相手側の系統における異常を検知する。制御回路３０１、３０２は、自分の制御下にある電圧センサ４１１、４１２および中性点リレー回路１２１、１２２を介して相手側のインバータ１１１、１１２における電圧を確認することができる。具体的には、中性点リレー回路１２１、１２２はモータのコイルの一端２１０および他端２２０を介してインバータ１１１、１１２に接続され、電圧センサ４１１、４１２は一端２１０および他端２２０の電圧を検出する。  
【００６８】
異常検知の他の一例として、マイクロコントローラ３４１、３４２は、モータの実電流値と目標電流値との差などを解析することで異常を検知することも可能である。ただし、制御回路３０１、３０２は、これらの手法に限られず、異常検知に関する公知の手法を広く用いることができる。  
【００６９】
制御回路３０１、３０２は、マイクロコントローラ３４１、３４２で異常を検知すると、電力供給装置１０１、１０２の制御を正常時の制御から異常時の制御に切替える。例えば、正常時から異常時に制御を切替えるタイミングは、異常が検知されてから１０ｍｓｅｃ〜３０ｍｓｅｃ程度である。  
【００７０】
制御回路３０１、３０２は、異常時には、相手側の系統の中性点リレー回路１２１、１２２をオンする。例えば第１の制御回路３０１が異常を検知した場合には、第１の制御回路３０１は第２中性点リレー回路１２１をオンする。  
【００７１】
第２中性点リレー回路１２１がオンすると、モータ２００の三相のコイルの他端２２０同士が接続される。その結果、モータ２００のコイルはＹ結線される。そして、第２中性点リレー回路１２１の中のノードＮ２が中性点として機能することになる。「第２中性点リレー回路１２１がオンする」とは、第２中性点リレー回路１２１内の第２中性点リレー１２６、１２７および１２８が全てオンすることを意味する。この接続状態で、第１の制御回路３０１は、第１インバータ１１１を三相通電制御することでモータ２００のコイルを通電することができる。  
【００７２】
第１の制御回路３０１が異常を検知した場合には、第２系統で異常が生じる。そして、第２系統の異常が駆動系の異常である場合、第２の制御回路３０２は、第２インバータ１１２に対する制御を失った状態(第２の制御回路３０２が失陥した状態)になる。このような場合でも、第１の制御回路３０１が第２中性点リレー回路１２１を制御するので第２系統側で中性点が形成される。そして、第１系統側のインバータ１１１でモータ２００に対する電力供給が継続される。  
【００７３】
また、第２インバータ１１２は、第２の制御回路３０２の失陥時には、電源４０４からの電力に対し遮断状態となる。具体的には、第２インバータ１１２における全部のスイッチ素子が、制御信号のない通常時に自ずとオフする。このため、電源４０４から第２インバータ１１２には電流が流れ込まず電力損失が抑制される。  
【００７４】
第２の制御回路３０２が異常を検知した場合には、第２の制御回路３０２は第１中性点リレー回路１２２をオンする。なお、制御回路３０１、３０２は、異常時以外の特定の場合にも中性点スイッチ１３１、１３２をオンしてもよい。  
【００７５】
第１中性点リレー回路１２２がオンすると、モータ２００の三相のコイルの一端２１０同士が接続される。その結果、モータ２００のコイルはＹ結線される。そして、第１中性点リレー回路１２２の中のノードＮ１が中性点として機能することになる。「第１中性点リレー回路１２２がオンする」とは、第１中性点リレー回路１２２内の第１中性点リレー１２３、１２４および１２５が全てオンすることを意味する。この接続状態で、第２の制御回路３０２は、第２インバータ１１２を三相通電制御することでモータ２００のコイルを通電することができる。  
【００７６】
第２の制御回路３０２が異常を検知した場合には、第１系統で異常が生じたことになる。第１系統の異常が駆動系の異常である場合、第１の制御回路３０１は、第１インバータ１１１を制御することができない状態(失陥した状態)になる。このような場合でも、第２の制御回路３０２が第１中性点リレー回路１２２を制御するので第１系統側で中性点が形成される。そして、第２系統側のインバータ１１２でモータ２００に対する電力供給が継続される。  
【００７７】
また、第１インバータ１１１は、第１の制御回路３０１の失陥時には、電源４０３からの電力に対し遮断状態となる。具体的には、第１インバータ１１１における全部のスイッチ素子が、制御信号のない通常時に自ずとオフする。このため、電源４０３から第１インバータ１１１には電流が流れ込まず電力損失が抑制される。  
【００７８】
異常時における具体的な三相通電制御として、制御回路３０１、３０２は、例えば図３に示される電流波形と同様の波形が得られるようなＰＷＭ制御によってインバータ１１１、１１２の各スイッチング素子におけるスイッチング動作を制御する。  
【００７９】
表２は、図３に示される電流波形と同様の波形が得られるような三相通電制御で例えば第２インバータ１１２が制御された場合に第２インバータ１４０の端子に流れる電流値を電気角毎に例示する。表２は具体的に、第２インバータ１１２とＵ相、Ｖ相およびＷ相それぞれのコイルの他端２２０との接続点に流れる、電気角３０°毎の電流値を示する。電流方向の定義は上述したとおりである。  
【００８０】
【表２】
2019150912.tif 000004
【００８１】
例えば、電気角３０°において、Ｕ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ２の電流が流れ、Ｖ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩｐｋの電流が流れ、Ｗ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ２の電流が流れる。電気角６０°において、Ｕ相のコイルには第１インバータ１１１から第２インバータ１１２に大きさＩ１の電流が流れ、Ｖ相のコイルには第２インバータ１１２から第１インバータ１１１に大きさＩ１の電流が流れる。電気角６０°において、Ｗ相のコイルは電流が「０」となる。中性点に流れ込む電流と中性点から流れ出る電流との総和は電気角毎に常に「０」になる。  
【００８２】
表１および表２に示されるように、正常時および異常時の制御の間でモータ２００に流れるモータ電流は電気角毎に同一である。このため、異常時の制御において、正常時の制御におけるモータのトルクが維持される。  
【００８３】
なお、異常時の異常箇所が、インバータ１１１、１１２内の１つのスイッチ素子である場合には、例えば特開２０１４−１９２９５０号公報に記載された制御手法によってインバータ１１１、１１２が中性点とされることが可能である。但し、この制御手法の実現に際しては、制御信号の電圧が正常時とは異なる特殊なゲートドライバが必要とされる。このような制御手法に対し、中性点リレー回路１２１、１２２による中性点化は異常時のみでオンされればよいため、制御信号のオン電圧は１つでよく、特殊なゲートドライバが不要である。また、故障を生じたスイッチ素子を含んだインバータ１１１、１１２の使用は避けることが望ましいので、この点でも中性点リレー回路１２１、１２２によって中性点が形成される手法の方が優れる。
（モータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成）
モータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成について説明する。図４はモータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成を模式的に示す図である。  
【００８４】
モータ駆動ユニット１０００は、ハードウェア構成として、上述したモータ２００と、第１実装基板１００１と、第２実装基板１００２と、ハウジング１００３と、コネクタ１００４、１００５とを備える。  
【００８５】
モータ２００からは、コイルの一端２１０と他端２２０が突き出して実装基板１００１、１００２に向かって延びる。コイルの一端２１０と他端２２０との双方は、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との間を渡る。具体的には、コイルの一端２１０と他端２２０との双方が例えば第２実装基板１００２に接続される。コイルの一端２１０と他端２２０との双方が、第２実装基板１００２を貫通して第１実装基板１００１に接続される。  
【００８６】
第１実装基板１００１と第２実装基板１００２とは基板面同士が対向する。基板面が対向した方向に、モータ２００の回転軸が延びる。第１実装基板１００１と第２実装基板１００２とモータ２００は、ハウジング１００３内に収容されることで互いの位置が固定される。  
【００８７】
第１実装基板１００１には、第１電源４０３からの電源コードが接続されるコネクタ１００４が取り付けられる。第２実装基板１００２には、第２電源４０４からの電源コードが接続されるコネクタ１００５が取り付けられる。  図５は、第１実装基板１００１および第２実装基板１００２のハードウェア構成を模式的に示す図である。  
【００８８】
第１実装基板１００１には、第１インバータ１１１および第２中性点リレー回路１２１が実装される。また、第１実装基板１００１とは別の第２実装基板１００２には、第２インバータ１１２および第１中性点リレー回路１２２が実装される。第１系統と第２系統とに冗長化された各系統の回路が２枚の実装基板１００１、１００２に振り分けられるので、２枚の実装基板について回路規模が均された効率的な素子配置が可能となる。  
【００８９】
第１実装基板１００１には、第１の制御回路３０１も実装される。第２実装基板１００２には、第２の制御回路３０２も実装される。各制御回路３０１、３０２が、各制御回路３０１、３０２による制御対象のインバータ１１１、１１２および中性点リレー回路１２１、１２２と同一の実装基板上に実装されるので制御のための配線が基板内に納まる。よって、効率的な素子配置が可能である。  
【００９０】
第１実装基板１００１上の第１インバータ１１１と第２実装基板１００２上の第１中性点リレー回路１２２は、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との対向方向で見た場合に互いに重なり合う位置に実装される。また、第１実装基板１００１上の第２中性点リレー回路１２１と第２実装基板１００２上の第２インバータ１１２は、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との対向方向で見た場合に互いに重なり合う位置に実装される。このような回路配置により、コイルの一端２１０および他端２２０と各回路とを接続する配線経路が簡素化された効率的な素子配置が可能となる。  
【００９１】
第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との対向方向で見た場合に、第１実装基板１００１上の第１インバータ１１１と第２実装基板１００２上の第２インバータ１１２とが互いに対称な配置となる。また、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との対向方向で見た場合に、第１実装基板１００１上の第２中性点リレー回路１２１と第２実装基板１００２上の第１中性点リレー回路１２２とが互いに対称な配置となる。このような対称な配置により、２枚の実装基板１００１、１００２について基板設計が共通化できる。  図６は、角度センサ３２１、３２２周辺のハードウェア構成を示す図である。  
【００９２】
第１実装基板１００１上には第１の角度センサ３２１が実装され、第２実装基板１００２上には第２の角度センサ３２２が実装される。これらの角度センサ３２１，３２２は磁気センサであり、２つの実装基板１００１，１００２の間には、センサマグネット３２３，３２４が設けられる。つまり、センサマグネット３２３，３２４を間に挟んだ両側に実装基板１００１，１００２を備え、各実装基板１００１，１００２には、センサマグネット３２３，３２４の回転角度を検知する磁気センサである角度センサ３２１，３２２が搭載される。このように角度センサ３２１，３２２が各実装基板１００１，１００２に備えられることで、角度センサ３２１，３２２の冗長性が実現される。また、２枚の実装基板１００１，１００２に２つの制御回路３０１、３０２が個別に搭載されることによる独立性がセンサ入力の観点からも担保される。  
【００９３】
また、上述したように、第１実装基板１００１には、モータ２００に接続される第１インバータ１１１と、前記第１インバータ１１１を制御する第１制御回路３０１とが搭載され、第２実装基板１００２には、モータ２００に接続される第２インバータ１１２と、前記第２インバータ１１２を制御する第２制御回路３０２とが搭載される。このため、２系統の制御系と対応付けられた角度センサ３２１，３２２の冗長性が実現される。  
【００９４】
センサマグネット３２３，３２４はシャフト２５０に固定され、シャフト２５０は、モータ２００から２枚の実装基板１００１，１００２側へと延び、モータ２００のロータと共に回転する。  シャフト２５０に対するセンサマグネット３２３，３２４の固定としては、シャフトへの直接固定であってもよく、あるいは、他の部材を介した間接的な固定であってもよい。間接的な固定としては、例えば、シャフトに、ピン、ヨーク、プレートなどが取り付けられ、それらピン、ヨーク、プレートなどにセンサマグネット３２３，３２４が固定されてもよい。また、モータのロータと一体になったモータシャフトに、センサマグネット３２３，３２４の固定用のシャフトが接続されてもよい。  シャフト２５０は、２枚の実装基板１００１，１００２のうち、モータ２００側に位置する実装基板１００２を貫通する。シャフト２５０が２枚の実装基板１００１，１００２の少なくとも１つを貫通することで、シャフト２５０とセンサマグネット３２３，３２４との配置が容易となる。  
【００９５】
本実施形態では２つのセンサマグネット３２３，３２４が備えられる。２つのセンサマグネット３２３，３２４のうち第１のセンサマグネット３２３は、シャフト２５０の先端に固定される。そして、２つの角度センサ３２１，３２２のうち第１の角度センサ３２１は、シャフト２５０の回転軸の延長上に位置する。言い換えると、第１の角度センサ３２１は、モータ２００からシャフト２５０が延びる方向の延長上に位置する。このような位置に設けられた角度センサ３２１は、回転角度の検知において、シャフト２５０の偏心や振れによる影響が小さい。  
【００９６】
２つのセンサマグネット３２３，３２４のうち第２のセンサマグネット３２４は、シャフト２５０が貫通したリングマグネットであり、シャフト２５０が貫通しない場合に較べ、シャフト２５０に対するセンサマグネット３２４の固定が容易である。  
【００９７】
２つのセンサマグネット３２３，３２４のうち第１のセンサマグネット３２３は、第１実装基板１００１に搭載された第１の角度センサ３２１に向けて磁場を掛ける役目を負う。また、２つのセンサマグネット３２３，３２４のうち第２のセンサマグネット３２４は、第２実装基板１００２に搭載された第２の角度センサ３２２に向けて磁場を掛ける役目を負う。  
【００９８】
別の視点では、第１のセンサマグネット３２３は、シャフト２５０の回転軸の延長方向に磁場を掛け、第２のセンサマグネット３２４は、第１のセンサマグネット３２３とは逆方向に磁場を掛ける。ここで、各センサマグネット３２３，３２４が各角度センサ３２１，３２２に掛ける磁場の状態について説明する。図７は、第１のセンサマグネット３２３による磁場の状態を示す図である。  
【００９９】
第１のセンサマグネット３２３は、第１実装基板１００１の基板面に対向してＮ極とＳ極が並んだ磁極面３２５を有する。この磁極面３２５は、シャフト２５０の回転軸の延びる方向を向いた磁極面である。このような磁極面３２５から発生する磁場３２７は、第１実装基板１００１の基板面に向けて磁極面３２５から立ち上がり、磁極面３２５に近接した範囲に広がった状態となる。このように磁極面３２５が回転軸の延びる方向を向いた構成の場合、第１の角度センサ３２１の大面積化が可能である。  
【０１００】
第１の角度センサ３２１は、上述したように、シャフト２５０の回転軸の延長上に位置する。第１の角度センサ３２１が、シャフト２５０の回転軸の延びる方向から見て、少なくとも一部が第１のセンサマグネット３２３と重なる位置に搭載されることで、上述した磁場３２７の状態とも相まって、第１の角度センサ３２１は第１のセンサマグネット３２３に対して近接配置が可能となる。この結果、２枚の実装基板１００１，１００２の相互間隔が狭まり、装置の小型化が図られる。  図８は、第２のセンサマグネット３２４による磁場の状態を示す図である。  
【０１０１】
第２のセンサマグネット３２４は、シャフト２５０を間に挟んで互いに背を向けた２つの磁極面３２６を有する。それら２つの磁極面３２６は、シャフト２５０が延びる方向に沿って広がり、２つの磁極面３２６の一方がＮ極で他方がＳ極である。言い換えると、シャフト２５０の回転軸に沿って広がる磁極面３２６がシャフト２５０を挟んだ両側に位置し、極性の異なる磁極面３２６同士がシャフト２５０を挟んで互いに背を向ける。  
【０１０２】
このような磁極面３２６から発生する磁場３２８は、第２実装基板１００２の基板面に沿って広がった状態となる。第２の角度センサ３２２は、シャフト２５０の脇に位置するが、第２実装基板１００２の基板面に沿って広がった磁場３２８により、第２の角度センサ３２２には、シャフト２５０に垂直な方向に近い向きに磁場が掛かることになる。  なお、図８には、一方がＮ極で他方がＳ極である２つの磁極が示されるが、磁極面の向きがシャフト中心から遠ざかる方向(いわゆる径方向)を向く構成は、磁極の多極化に適する。また、図８には、第２の角度センサ３２２として複数のセンサが示されるが、第２の角度センサ３２２は少なくとも１つ設けられればよい。
(変形例)
図９は、センサ構成が異なる変形例を示す図である。  
【０１０３】
図９に示す変形例では、第１の角度センサ３２１がシャフト２５０の延長線上から外れた位置に設けられる。また、第１のセンサマグネット３２３は、シャフト２５０が貫通したリングマグネットである。つまり、この変形例では、第１の角度センサ３２１および第１のセンサマグネット３２３が、第２の角度センサ３２２および第２のセンサマグネット３２４と対称な構成となる。このため、冗長化された２つの角度センサ３２１，３２２における性能が同等となる。また、この変形例では、第１のセンサマグネット３２３および第２のセンサマグネット３２４の双方とも、シャフト２５０の先端ではなくシャフト２５０の途中に設けられる。  図１０は、マグネット構成が異なる変形例を示す図である。  
【０１０４】
図１０に示す変形例では、シャフト２５０の途中に１つのセンサマグネット３２９が設けられ、この１つのセンサマグネット３２９から第１の実装基板１００１側および第２の実装基板１００２側の双方に磁場３３０が広がる。そして、２つの角度センサ３２１，３２２は、共通のセンサマグネット３２９からの磁場で回転角度を検知する。  この変形例では、センサマグネット３２９が１つであるため構造が簡素である。  図１１は、ヒートシンクの配置が考慮された変形例を示す図である。  
【０１０５】
図１１に示す変形例では、２枚の実装基板１００１，１００２で共通に用いられる１つのヒートシンク１０１０が２枚の実装基板１００１，１００２の間に設けられる。シャフト２５０は、一方の実装基板１００２を貫通すると共にヒートシンク１０１０も貫通する。  
【０１０６】
第１の実装基板１００１上の第１の角度センサ３２１は、第１の実装基板１００１の、ヒートシンク１０１０に対向した表面に実装される。また、第２の実装基板１００２上の第２の角度センサ３２２は、第２の実装基板１００２の、ヒートシンク１０１０に対向した表面に実装される。  
【０１０７】
第１の角度センサ３２１に磁場を掛ける第１のセンサマグネット３２３は、第１の実装基板１００１とヒートシンク１０１０との間でシャフト２５０に固定される。また、第２の角度センサ３２２に磁場を掛ける第２のセンサマグネット３２４は、第２の実装基板１００２とヒートシンク１０１０との間でシャフト２５０に固定される。つまり、第１のセンサマグネット３２３と第２のセンサマグネット３２４は、ヒートシンク１０１０の両側に位置する。  このような構成により、ヒートシンク１０１０も含めた省スペースな配置が実現される。  図１２は、基板構成が異なる変形例による実装基板のハードウェア構成を模式的に示す図である。  
【０１０８】
図１２に示されたハードウェア構成では、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２とに加えて第３実装基板１００７が備えられる。第３実装基板１００７は、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２の間に位置する。そして、制御回路３０１、３０２が第３実装基板１００７上に実装されるとともに、インバータ１１１、１１２および中性点リレー回路１２１、１２２は図５に示されたハードウェア構成と同様に第１実装基板１００１と第２実装基板１００２に実装される。このようなハードウェア構成により、パワー回路と制御回路とが分離されるので安全性の向上、および電源配線の簡素化が可能となる。  図１３は、中性点リレー回路の構成が異なる変形例による回路構成を模式的に示す図である。  
【０１０９】
図１３に示された変形例では、第１中性点スイッチ１３２が、第１インバータ１１１における電源４０３側に位置する電源端Ｅ１Ｈと、第１インバータ１１１におけるグランド側に位置するグランド端Ｅ１Ｌとに接続される。第１中性点スイッチ１３２は、電源端Ｅ１Ｈとグランド端Ｅ１Ｌとの接続・非接続を切替える第１中性点リレー回路の一例として機能する。図１３に示された変形例の第１中性点スイッチ１３２も、コイルに対する一端２１０側(第１系統側)と他端２２０側(第２系統側)とのうち一端２１０側における中性点の形成・非形成を切替えることが可能である。  
【０１１０】
第１中性点リレー回路１２２における電源端Ｅ１Ｈとグランド端Ｅ１Ｌとの接続・非接続の切替えは、モータ２００の相数(ここでは一例として３相)よりも少ない数のスイッチ素子によって実行可能であるため、従来の構造より回路規模は小さい。  
【０１１１】
具体的には、第１中性点スイッチ１３２は、第１インバータ１１１について３個のハイサイドスイッチ素子１１３Ｈ、１１４Ｈおよび１１５Ｈの電源側と３個のローサイドスイッチ素子１１３Ｌ、１１４Ｌおよび１１５Ｌのグランド側との接続・非接続を１素子で切替えることができる。  
【０１１２】
第２中性点スイッチ１３１は、第２インバータ１１２における電源４０４側に位置する電源端Ｅ２Ｈと、第２インバータ１１２におけるグランド側に位置するグランド端Ｅ２Ｌとに接続される。第２中性点スイッチ１３１は、電源端Ｅ２Ｈとグランド端Ｅ２Ｌとの接続・非接続を切替える第２中性点リレー回路の一例として機能する。図１３に示された変形例の第２中性点スイッチ１３１も、コイルに対する一端２１０側(第１系統側)と他端２２０側(第２系統側)とのうち他端２２０側における中性点の形成・非形成を切替えることが可能である。  
【０１１３】
第２中性点リレー回路１２１における電源端Ｅ２Ｈとグランド端Ｅ２Ｌとの接続・非接続の切替えは、モータ２００の相数(ここでは一例として３相)よりも少ない数のスイッチ素子によって実行可能であるため、従来の構造より回路規模は小さい。  
【０１１４】
具体的には、第２中性点スイッチ１３１は、第２インバータ１１２について３個のハイサイドスイッチ素子１１６Ｈ、１１７Ｈおよび１１８Ｈの電源側と３個のローサイドスイッチ素子１１６Ｌ、１１７Ｌおよび１１８Ｌのグランド側との接続・非接続を１素子で切替えることができる。  
【０１１５】
図１３に示された変形例では、コイル１０３、１０４とインバータ１１１、１１２との間には、分離スイッチ１０６、１０７が備えられる。分離スイッチ１０６、１０７は、電源４０３、４０４とインバータ１１１、１１２との接続・非接続を切替えることができる。制御回路３０１、３０２は、異常時には、相手側の系統について中性点スイッチ１３１、１３２をオンする。なお、制御回路３０１、３０２は、異常時以外の特定の場合にも中性点スイッチ１３１、１３２をオンしてもよい。また、分離スイッチ１０６、１０７は、制御信号が停止した状態では自ずとオフする。このため、制御回路３０１、３０２が動作不能となった場合などは、動作不能になった系統の分離スイッチ１０６、１０７がオフする。  
【０１１６】
例えば第１の制御回路３０１が異常を検知した場合には、第１の制御回路３０１が第２中性点スイッチ１３１をオンする。また、第２系統側の分離スイッチ１０７は、第２の制御回路３０２がオフするか自ずとオフする。  
【０１１７】
第２中性点スイッチ１３１がオンすると、第２インバータ１１２における電源端Ｅ２Ｈとグランド端Ｅ２Ｌとが接続される。その結果、３個のハイサイドスイッチ素子１１６Ｈ、１１７Ｈおよび１１８Ｈの電源側と３個のローサイドスイッチ素子１１６Ｌ、１１７Ｌおよび１１８Ｌのグランド側とが接続される。  
【０１１８】
この接続状態になると、ハイサイドスイッチ素子およびローサイドスイッチ素子の状態がどのような状態であっても、ハイサイドスイッチ素子およびローサイドスイッチ素子の寄生ダイオードと第２中性点スイッチ１３１とを介して、モータ２００の３相のコイルにおける他端２２０同士が接続される。従って、モータ２００のコイルはＹ結線される。そして、第２中性点スイッチ１３１が中性点として機能することになる。中性点として機能する第２中性点スイッチ１３１は、第２系統側の分離スイッチ１０７がオフすることで電源４０４から絶縁される。  この接続状態で、第１の制御回路３０１は、第１インバータ１１１を三相通電制御することでモータ２００のコイルを通電することができる。  
【０１１９】
第１の制御回路３０１が異常を検知した場合には、第２系統では異常が生じた状態である。そして、第２系統の異常が駆動系の異常である場合、第２の制御回路３０２は、第２インバータ１１２に対する制御を失った状態(第２の制御回路３０２が失陥した状態)になる。このような場合でも、第１の制御回路３０１が第２中性点スイッチ１３１を制御するので第２系統側で中性点が形成される。そして、第１系統側のインバータ１１１でモータ２００に対する電力供給が継続される。  
【０１２０】
図１３に示された変形例で第２の制御回路３０２が異常を検知した場合には、第２の制御回路３０２は第１中性点スイッチ１３２をオンする。また第１系統側の分離スイッチ１０６は、第２の制御回路３０２がオフするか自ずとオフする。  
【０１２１】
第１中性点スイッチ１３２がオンすると、第１インバータ１１１における電源端Ｅ１Ｈとグランド端Ｅ１Ｌとが接続される。その結果、３個のハイサイドスイッチ素子１１３Ｈ、１１４Ｈおよび１１５Ｈの電源側と３個のローサイドスイッチ素子１１３Ｌ、１１４Ｌおよび１１５Ｌのグランド側とが接続される。  
【０１２２】
この接続状態になると、ハイサイドスイッチ素子およびローサイドスイッチ素子の状態がどのような状態であっても、ハイサイドスイッチ素子およびローサイドスイッチ素子の寄生ダイオードと第１中性点スイッチ１３２とを介して、モータ２００の３相のコイルにおける一端２１０同士が接続される。従って、モータ２００のコイルはＹ結線される。そして、第１中性点スイッチ１３２が中性点として機能することになる。中性点として機能する第１中性点スイッチ１３２は、第１系統側の分離スイッチ１０６がオフすることで電源４０３から絶縁される。  
【０１２３】
第２の制御回路３０２が異常を検知した場合には、第１系統では異常が生じた状態である。そして、第１系統の異常が駆動系の異常である場合、第１の制御回路３０１は、第１インバータ１１１に対する制御を失った状態(第１の制御回路３０１が失陥した状態)になる。このような場合でも、第２の制御回路３０２が第１中性点スイッチ１３２を制御するので第１系統側で中性点が形成される。そして、第２系統側のインバータ１１２でモータ２００に対する電力供給が継続される。  この接続状態で、第２の制御回路３０２は、第２インバータ１１２を三相通電制御することでモータ２００のコイルを通電することができる。  図１４は、中性点リレー回路の構成が異なる別の変形例による回路構成を模式的に示す図である。  
【０１２４】
図１４に示された変形例では、第１中性点リレー回路１２２は、第１インバータ１１１における電源４０３側に位置する電源端Ｅ１Ｈと、第１インバータ１１１におけるグランド側に位置するグランド端Ｅ１Ｌとに接続される。第１中性点リレー回路１２２は、電源端Ｅ１Ｈとグランド端Ｅ１Ｌとの接続・非接続を切替えることができる。  第１中性点リレー回路１２２は、第１中性点リレー１２３とバックアップリレー１２４とを備える。  
【０１２５】
第１中性点リレー１２３は、第１インバータ１１１について３個のハイサイドスイッチ素子１１３Ｈ、１１４Ｈおよび１１５Ｈの電源側と３個のローサイドスイッチ素子１１３Ｌ、１１４Ｌおよび１１５Ｌのグランド側との接続・非接続を１素子で切替えることができる。  
【０１２６】
バックアップリレー１２４は、第１中性点リレー１２３に対して並列に接続される。第１中性点リレー１２３のオフ故障時にはバックアップリレー１２４によってスイッチ動作がバックアップされるので第１中性点リレー回路１２２は正常な動作を継続することができる。  
【０１２７】
第１インバータ１１１および第１中性点リレー回路１２２の各回路におけるハイサイドスイッチ素子１１３Ｈ、１１４Ｈ、１１５Ｈ、ローサイドスイッチ素子１１３Ｌ、１１４Ｌ、１１５Ｌおよび第１中性点リレー１２３は、還流ダイオードを有する半導体スイッチ素子である。そして、第１インバータ１１１と第１中性点リレ
ー１２３とでは還流ダイオードが逆方向を向く。このような向きで接続される第１中性点リレー１２３を備えた第１中性点リレー回路１２２は、中性点の形成・非形成を切替えることができる。
【０１２８】
第２中性点リレー回路１２１は、第２インバータ１１２における電源４０４側に位置する電源端Ｅ２Ｈと、第２インバータ１１２におけるグランド側に位置するグランド端Ｅ２Ｌとに接続される。第２中性点リレー回路１２１は、電源端Ｅ２Ｈとグランド端Ｅ２Ｌとの接続・非接続を切替えることができる。  第２中性点リレー回路１２１は、第２中性点リレー１２５とバックアップリレー１２６とを備える。  
【０１２９】
第２中性点リレー１２５は、第２インバータ１１２について３個のハイサイドスイッチ素子１１６Ｈ、１１７Ｈおよび１１８Ｈの電源側と３個のローサイドスイッチ素子１１６Ｌ、１１７Ｌおよび１１８Ｌのグランド側との接続・非接続を１素子で切替えることができる。  
【０１３０】
バックアップリレー１２６は、第２中性点リレー１２５に対して並列に接続される。第２中性点リレー１２５のオフ故障時にはバックアップリレー１２６によってスイッチ動作がバックアップされるので第２中性点リレー回路１２１は正常な動作を継続することができる。  
【０１３１】
第２インバータ１１２および第２中性点リレー回路１２１の各回路におけるハイサイドスイッチ素子１１６Ｈ、１１７Ｈ、１１８Ｈ、ローサイドスイッチ素子１１６Ｌ、１１７Ｌ、１１８Ｌおよび第２中性点リレー１２５は、還流ダイオードを有する半導体スイッチ素子である。そして、第２インバータ１１２と第２中性点リレー１２５とでは還流ダイオードが逆方向を向く。このような向きで接続される第２中性点リレー１２５を備えた第２中性点リレー回路１２１は、中性点の形成・非形成を切替えることができる。  図１５は、中性点リレー回路の構成が異なる更に別の変形例による回路構成を模式的に示す図である。  
【０１３２】
図１５に示された変形例では、バックアップリレーが中性点リレーに対して直列に接続される。具体的には、第１中性点リレー回路１２２のバックアップリレー１２４は、第１中性点リレー１２３と並列に電源端Ｅ１Ｈとグランド端Ｅ１Ｌに接続される。また、第２中性点リレー回路１２１のバックアップリレー１２６は、第２中性点リレー１２５と並列に電源端Ｅ２Ｈとグランド端Ｅ２Ｌに接続される。  
【０１３３】
中性点リレー１２３、１２５のオン故障時にはバックアップリレー１２４、１２６によって電流が遮断される。なお、中性点リレー１２３、１２５の故障時に中性点の形成が必要になった場合は、インバータ１１１、１１２の制御によってインバータ１１１、１１２内に中性点が形成される。  図１６は、図３に示された変形例に対する別の変形例を示す図である。  
【０１３４】
図１６に示された変形例では、２つの電源４０３、４０４は互いに独立であるがグランドが共通となる。このように電源４０３、４０４のグランドが共通する場合には、インバータ１１１、１１２とグランドとの間に分離スイッチ１０８、１０９が備えられる。そして、上述した異常時には、異常が生じた系統の分離スイッチ１０８、１０９がオフされて、中性点からグランドへの電流経路が遮断される。このような遮断により、異常が生じた系統での中性点が形成され、正常な系統による三相通電制御が可能となる。  
【０１３５】
図１６では、一例として、第１インバータ１１１用の第１電源４０３および第２インバータ１１２用の第２電源４０４が示される。インバータ１１１、１１２とグランドとの間に分離スイッチ１０８、１０９が備えられるので、モータ駆動ユニット１０００は、第１インバータ１１１および第２インバータ１１２に共通の単一電源に接続されてもよい。
（変形例におけるモータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成）
図７に示された変形例におけるモータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成について説明する。図１７は、図１３に示された変形例におけるモータ駆動ユニット１０００のハードウェア構成を模式的に示す図である。  
【０１３６】
図１７に示されたハードウェア構成では、モータ２００から、コイルの一端２１０と他端２２０が突き出して実装基板１００１、１００２に向かって延びる。コイルの一端２１０は、第２実装基板１００１に接続されるとともに第２実装基板１００１を貫通して第１実装基板１００１に接続される。また、コイルの他端２２０は、第２実装基板１００１のみに接続される。  
【０１３７】
第１実装基板１００１と第２実装基板１００２とは基板面が互いに対向する。基板面が対向した方向に、モータ２００の回転軸が延びる。第１実装基板１００１と第２実装基板１００２とモータ２００は、ハウジング１００３内に収容されることで互いの位置が固定される。  
【０１３８】
第１実装基板１００１には、第１電源４０３からの電源コードが接続されるコネクタ１００４が取り付けられる。第２実装基板１００２には、第２電源４０４からの電源コードが接続されるコネクタ１００５が取り付けられる。図１８は、図１７に示されたハードウェア構成における第１実装基板１００１および第２実装基板１００２のハードウェア構成を模式的に示す図である。  
【０１３９】
第１実装基板１００１には、第１インバータ１１１および第２中性点スイッチ１３１が実装される。また、第１実装基板１００１とは別の第２実装基板１００２には、第２インバータ１１２および第１中性点スイッチ１３２が実装される。第１系統と第２系統とに冗長化された各系統の回路が２枚の実装基板に振り分けられるので、２枚の実装基板について回路規模が同程度の効率的な素子配置が可能となる。  
【０１４０】
図１８に示されたハードウェア構成では、ＤＣバー２３０、２４０が備えられる。ＤＣバー２３０は、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との間を渡り、第１中性点スイッチ１３２に接続される。ＤＣバー２４０は、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２との間を渡り、第２中性点スイッチ１３１に接続される。なお、ＤＣバーに替えてバスバー、ピンなどが備えられてもよい。  
【０１４１】
第１実装基板１００１には、第１の制御回路３０１も実装される。第２実装基板１００２には、第２の制御回路３０２も実装される。各制御回路３０１、３０２が、各制御回路３０１、３０２による制御対象のインバータ１１１、１１２および中性点スイッチ１３１、１３２と同一の実装基板上に実装されるので制御のための配線が同一基板内に納まる。よって効率的な素子配置が可能となる。図１９は、図１８とは基板構成が異なる変形例を示す図である。  
【０１４２】
図１９に示された基板構成では、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２とに加えて第３実装基板１００７が備えられる。第３実装基板１００７は、第１実装基板１００１と第２実装基板１００２の間に位置する。制御回路３０１、３０２が第３実装基板１００７上に実装されるとともに、インバータ１１１、１１２および中性点スイッチ１３１、１３２は図１８に示されたハードウェア構成と同様に第１実装基板１００１と第２実装基板１００２に実装される。このようなハードウェア構成により、パワー回路と制御回路とが分離されるので安全性の向上および電源配線の簡素化が可能となる。
（パワーステアリング装置の実施形態）
【０１４３】
自動車等の車両は一般的に、パワーステアリング装置を備える。パワーステアリング装置は、運転者がステアリングハンドルを操作することによって発生するステアリング系の操舵トルクを補助するための補助トルクを生成する。補助トルクは、補助トルク機構によって生成され、運転者の操作の負担を軽減することができる。例えば、補助トルク機構は、操舵トルクセンサ、ＥＣＵ、モータおよび減速機構などから構成される。操舵トルクセンサは、ステアリング系における操舵トルクを検出する。ＥＣＵは、操舵トルクセンサの検出信号に基づいて駆動信号を生成する。モータは、駆動信号に基づいて操舵トルクに応じた補助トルクを生成し、減速機構を介してステアリング系に補助トルクを伝達する。  
【０１４４】
上記実施形態のモータ駆動ユニット１０００は、パワーステアリング装置に好適に利用される。図２０は、本実施形態によるパワーステアリング装置２０００の構成を模式的に示す図である。  電動パワーステアリング装置２０００は、ステアリング系５２０および補助トルク機構５４０を備える。  
【０１４５】
ステアリング系５２０は、例えば、ステアリングハンドル５２１、ステアリングシャフト５２２（「ステアリングコラム」とも称される。）、自在軸継手５２３Ａ、５２３Ｂ、および回転軸５２４（「ピニオン軸」または「入力軸」とも称される。）を備える。  
【０１４６】
また、ステアリング系５２０は、例えば、ラックアンドピニオン機構５２５、ラック軸５２６、左右のボールジョイント５５２Ａ、５５２Ｂ、タイロッド５２７Ａ、５２７Ｂ、ナックル５２８Ａ、５２８Ｂ、および左右の操舵車輪（例えば左右の前輪）５２９Ａ、５２９Ｂを備える。  
【０１４７】
ステアリングハンドル５２１は、ステアリングシャフト５２２と自在軸継手５２３Ａ、５２３Ｂとを介して回転軸５２４に連結される。回転軸５２４にはラックアンドピニオン機構５２５を介してラック軸５２６が連結される。ラックアンドピニオン機構５２５は、回転軸５２４に設けられたピニオン５３１と、ラック軸５２６に設けられたラック５３２とを有する。ラック軸５２６の右端には、ボールジョイント５５２Ａ、タイロッド５２７Ａおよびナックル５２８Ａをこの順番で介して右の操舵車輪５２９Ａが連結される。右側と同様に、ラック軸５２６の左端には、ボールジョイント５５２Ｂ、タイロッド５２７Ｂおよびナックル５２８Ｂをこの順番で介して左の操舵車輪５２９Ｂが連結される。ここで、右側および左側は、座席に座った運転者から見た右側および左側にそれぞれ一致する。  
【０１４８】
ステアリング系５２０によれば、運転者がステアリングハンドル５２１を操作することによって操舵トルクが発生し、ラックアンドピニオン機構５２５を介して左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂに伝わる。これにより、運転者は左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂを操作することができる。  
【０１４９】
補助トルク機構５４０は、例えば、操舵トルクセンサ５４１、ＥＣＵ５４２、モータ５４３、減速機構５４４および電力供給装置５４５を備える。補助トルク機構５４０は、ステアリングハンドル５２１から左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂに至るステアリング系５２０に補助トルクを与える。なお、補助トルクは「付加トルク」と称されることがある。  
【０１５０】
ＥＣＵ５４２としては、例えば図１などに示された制御回路３０１、３０２が用いられる。電力供給装置５４５としては、例えば図１などに示された電力供給装置１０１、１０２が用いられる。また、モータ５４３としては、例えば図１などに示されたモータ２００が用いられる。ＥＣＵ５４２、モータ５４３および電力供給装置５４５が、一般的に「機電一体型モータ」と称されるユニットを構成する場合には、当該ユニットとしては、例えば図４あるいは図１７に示されたハードウェア構成のモータ駆動ユニット１０００が好適に用いられる。図２０に示された各要素のうち、ＥＣＵ５４２、モータ５４３および電力供給装置５４５を除いた要素で構成された機構は、モータ５４３によって駆動されるパワーステアリング機構の一例に相当する。  
【０１５１】
操舵トルクセンサ５４１は、ステアリングハンドル５２１によって付与されたステアリング系５２０の操舵トルクを検出する。ＥＣＵ５４２は、操舵トルクセンサ５４１からの検出信号（以下「トルク信号」と表記する。）に基づいてモータ５４３を駆動するための駆動信号を生成する。モータ５４３は、操舵トルクに応じた補助トルクを駆動信号に基づいて発生する。補助トルクは、減速機構５４４を介してステアリング系５２０の回転軸５２４に伝達される。減速機構５４４は例えばウォームギヤ機構である。補助トルクはさらに、回転軸５２４からラックアンドピニオン機構５２５に伝達される。  
【０１５２】
パワーステアリング装置２０００は、補助トルクがステアリング系５２０に付与される箇所によって、ピニオンアシスト型、ラックアシスト型、およびコラムアシスト型等に分類される。図１４には、ピニオンアシスト型のパワーステアリング装置２０００が示される。ただし、パワーステアリング装置２０００は、ラックアシスト型、コラムアシスト型等にも適用される。  
【０１５３】
ＥＣＵ５４２には、トルク信号だけでなく、例えば車速信号も入力され得る。ＥＣＵ５４２のマイクロコントローラは、トルク信号や車速信号などに基づいてモータ５４３をベクトル制御することができる。  
【０１５４】
ＥＣＵ５４２は、少なくともトルク信号に基づいて目標電流値を設定する。ＥＣＵ５４２は、車速センサによって検出された車速信号を考慮し、さらに角度センサによって検出されたロータの回転信号を考慮して、目標電流値を設定することが好ましい。ＥＣＵ５４２は、電流センサ（図１参照）によって検出された実電流値が目標電流値に一致するように、モータ５４３の駆動信号、つまり、駆動電流を制御することができる。  
【０１５５】
パワーステアリング装置２０００によれば、運転者の操舵トルクにモータ５４３の補助トルクを加えた複合トルクを利用してラック軸５２６によって左右の操舵車輪５２９Ａ、５２９Ｂを操作することができる。特に、上述した機電一体型モータに、上記実施形態のモータ駆動ユニット１０００が利用されることにより、正常時および異常時のいずれにおいても適切な電流制御が可能となる。この結果、正常時および異常時のいずれにおいてもパワーステアリング装置におけるパワーアシストが継続される。また、上記実施形態のモータ駆動ユニット１０００が利用されることにより、角度センサの冗長性が実現されるので、パワーステアリング装置の堅牢性が向上する。
【符号の説明】
【０１５６】
１０１、１０２：電力供給装置  １０６、１０７、１０８、１０９：分離スイッチ  １１１：第１インバータ  １１２：第２インバータ  １２１：第２中性点リレー回路  １２２：第１中性点リレー回路  １３１：第２中性点スイッチ  １３２：第１中性点スイッチ  １２４、１２６：バックアップリレー  ２００：モータ  ２３０、２４０：ＤＣバス  ２５０：シャフト  ３０１、３０２：制御回路  ３１１，３１２：電源回路  ３２１、３２２：角度センサ  ３２３、３２４：センサマグネット  ３３１、３３２：入力回路  ３４１、３４２：マイクロコントローラ  ３５１、３５２：駆動回路  ３６１、３６２：ＲＯＭ  ４０１、４０２：電流センサ  ４０３、４０４：電源  ４１１、４１２：電圧センサ  １０００：モータ駆動ユニット  １００１、１００２、１００７：実装基板  １０１０：ヒートシンク  ２０００：パワーステアリング装置 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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