JP2022039528A - モータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電力消費量を抑制できるモータ駆動装置を提供する。【解決手段】モータ駆動装置において、ステータコイル１３の中性点に設けられたヒューズエレメント３２と、ヒューズエレメント３２を切断するために発熱するヒータ部３３と、を含むヒータ一体型ヒューズ３１が、ステータコイル１３に設けられる。マイクロコンピュータ２０は、インバータ２２のショート故障を検知するとき、ヒータ部３３に電力が供給されるように、ヒータ通電指令信号を出力する。【選択図】図２

Description

本発明は、モータ駆動装置に関する。

特許文献１には、インバータのショート故障時におけるブレーキトルクを抑制することを目的とし、インバータとステータコイルとを接続する接続回路に半導体リレーを設けたモータ駆動装置が開示されている。

再表2017-150639号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、半導体リレーは比較的抵抗値が大きいため、消費電力が増大するおそれがあった。
本発明の目的の一つは、電力消費量を抑制できるモータ駆動装置を提供することにある。

本発明の一実施形態におけるモータ駆動装置は、ステータコイルの中性点に設けられたヒューズエレメントと、ヒューズエレメントを切断するために発熱するヒータ部と、を含むヒータ一体型ヒューズが、ステータコイルに設けられ、マイクロコンピュータは、インバータのショート故障を検知するとき、ヒータ部に電力が供給されるように、ヒータ通電指令信号を出力する。

よって、本発明にあっては、電力消費量を抑制できる。

実施形態１の電動パワーステアリング装置の構成図である。 実施形態１のモータ駆動装置の回路構成図である。 実施形態１のヒータ一体型ヒューズ31の正面図である。 図３のS4-S4線矢視断面図である。 ヒューズエレメント32が溶断した状態を示すヒータ一体型ヒューズ31の正面図である。 実施形態２のステータコイルの回路構成図である。 実施形態２の第１のヒータ一体型ヒューズ31および第２のヒータ一体型ヒューズ55の正面図である。 実施形態３のヒータ一体型ヒューズ66の正面図である。 図８のS9-S9線矢視断面図である。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１の電動パワーステアリング装置の構成図である。
操舵機構1は、ステアリングホイール2の回転に伴い、転舵輪である前輪3,3を転舵させるもので、ラック＆ピニオン式のステアリングギア4を有する。ステアリングギア4のピニオンギア5は、ステアリングシャフト6を介してステアリングホイール2と連結されている。ステアリングギア4のラックギア7は、車幅方向に延びるラック軸8に設けられている。ラック軸8の両端は、タイロッド9,9を介して前輪3,3と連結されている。ステアリングシャフト6には、減速機10を介して３相ブラシレスDCモータ（モータ部であって、以下、モータと称す。）11が連結されている。

モータ11は、モータロータ12とステータコイル13とを有する。モータロータ12は、マグネットであって、モータシャフト14と一体に設けられている。ステータコイル13の詳細は後述する。減速機10は、ウォームシャフト15とウォームホイール16とを有する。ウォームシャフト15は、モータシャフト14と一体に設けられている。モータシャフト14からの回転トルクは、減速機10を介してステアリングシャフト6に伝達される。ステアリングシャフト6には、操舵トルクを検出するトルクセンサ17が設けられている。EPSアシストコントローラ18は、トルクセンサ17により検出された操舵トルクと、車速センサ19により検出された車速とに基づいてモータ11の駆動電流を制御し、操舵機構1に対しドライバの操舵をアシストするための操舵力を付与する。

図２は、実施形態１のモータ駆動装置の回路構成図である。
EPSアシストコントローラ18は、モータ駆動装置として、マイクロコンピュータ20、インバータ駆動回路21およびインバータ22を備える。
マイクロコンピュータ20のモータ駆動指令信号生成部201は、操舵トルクおよび車速に応じたモータ11の出力が得られるよう、PWM制御則に基づき、インバータ駆動回路21に対し、インバータ22の各FET（電界効果トランジスタ）22a～22fを駆動制御するためのモータ駆動指令信号（スイッチング信号）uH,vH,wH,uL,vL,wLを出力する。
インバータ駆動回路21は、プリドライバであって、マイクロコンピュータ20から出力されたモータ駆動指令信号uH,vH,wH,uL,vL,wLを増幅した信号UH,VH,WH,UL,VL,WLをインバータ22の各FET22a～22fに出力する。

インバータ22は、６個のFET22a～22fを有するブリッジ回路である。各FET22a～22fは、インバータ駆動回路21によって増幅されたモータ駆動指令信号UH,VH,WH,UL,VL,WLに応じて動作し、モータ11のステータコイル13に電圧を印加する。上アーム22a～22cは、バッテリ23と電源線24で接続されている。下アーム22d～22fは、グランド線25と接続されている。電源線24には、電源リレー26が設けられている。電源リレー26は、２個のFET26a,26bを有する。マイクロコンピュータ20の電源リレー制御部20aは、電源リレー駆動回路27に対し、各FET26a,26bを駆動制御するためのリレー駆動指令信号Vrelayを出力する。電源リレー駆動回路27は、プリドライバであって、マイクロコンピュータ20から出力されたリレー駆動指令信号Vrelayを増幅して各FET26a,26bに出力する。グランド線25には、電流センサ（シャント抵抗）28が設けられている。電流センサ28は、ステータコイル13の相電流（U相、V相およびW相のそれぞれの電流値）を検出する。電流センサ28の出力信号iは、電流センサアンプ29により増幅されてマイクロコンピュータ20に入力される。

ステータコイル13は、U相（第１相）コイル13a、V相（第２相）コイル13bおよびW相（第３相）コイル13cがスター結線されている。ステータコイル13は、各相に印加される電圧に応じてモータロータ12を回転駆動させる。インバータ22とステータコイル13とは、接続回路30を介して接続されている。接続回路30は、モータロータ12の回転軸線の方向においてステータコイル13から延びる３本の導電線である。U相用導電線30aは、互いに直列に接続された第１トランジスタ22aおよび第２トランジスタ22dと、U相コイル13aとを接続する。V相用導電線30bは、互いに直列に接続された第３トランジスタ22bおよび第４トランジスタ22eと、V相コイル13bとを接続する。W相導電線30cは、互いに直列に接続された第５トランジスタ22cおよび第６トランジスタ22fと、W相コイル13cとを接続する。

実施形態１のモータ駆動装置は、インバータ22のショート故障時におけるブレーキトルクを抑制することを狙いとし、ヒータ一体型ヒューズ31を備える。ショート故障とは、インバータを構成する各FETのいずれかにおいて、ソース－ドレイン間が短絡する故障である。
ヒータ一体型ヒューズ31は、ヒューズエレメント32と、ヒータ部33とを有する。ヒューズエレメント32は、ステータコイル13の中性点に設けられている。ヒータ部33は、ヒューズ加熱用電源37からの電力により発熱し、発熱によりヒューズエレメント32を切断（溶断）可能である。ヒューズ加熱用電源37は、電源線24における電源リレー26とインバータ22との間と、ヒータ部33とを接続し、バッテリ23からヒータ部33に電力を供給する。ステータコイル13の中性点には、電圧センサ38が設けられている。電圧センサ38は、中性点の電圧を検出し、マイクロコンピュータ20へ出力する。ヒータ一体型ヒューズ31の詳細については後述する。

マイクロコンピュータ20は、モータ駆動指令信号生成部201および電源リレー制御部20aに加えて、故障検知部20bおよびヒータ制御部20cを有する。
故障検知部20bは、電圧センサ38により検出された中性点の電圧の変化に基づき、インバータ22のショート故障を検知する。インバータ22のブリッジ接続されている６個のFET22a～22fのうち、上アーム22a～22cのいずれかがショート故障した場合、ステータコイル13の中性点の電圧が上昇する。よって、この中性点の電圧の上昇を検知することにより、FET22a～22cのショート故障を検知できる。また、ヒューズエレメント22を切断した後は、中性点の電圧が0になるため、この変化を検出することにより、ヒューズエレメント32が切断されたことを確認できる。

ヒータ制御部20cは、故障検知部20bがインバータ22のショート故障を検知するとき、ヒータ駆動回路39に対し、FET40を駆動制御するためのヒータ通電指令信号Vfuseを出力する。ヒータ駆動回路39は、プリドライバであって、マイクロコンピュータ20から出力されたヒータ通電指令信号Vfuseを増幅してFET40に出力する。FET40にヒータ通電指令信号Vfuseが入力されると、ヒューズ加熱用電源37からヒータ部33に電力が供給される。
電源リレー制御部20aは、ヒータ制御部20cがヒータ通電指令信号Vfuseを出力した後、バッテリ23とインバータ22との間の導通を遮断するように、電源リレー26を遮断状態に切り替える。

図３は実施形態１のヒータ一体型ヒューズ31の正面図、図４は図３のS4-S4線矢視断面図である。
ヒータ一体型ヒューズ31は、ヒューズ素子実装基板50上に搭載され、ヒューズ素子ケース50aで覆われている。ヒューズ素子実装基板50は、銅膜51を介してモータハウジング（アルミハウジング）52の内部に設置されている。ヒューズ素子実装基板50は、ガラス繊維の布にエポキシ樹脂を染み込ませ熱硬化処理を施したガラスエポキシ基板である。モータハウジング52はアルミ合金製であり、モータロータ12およびステータコイル13を収容する。
ヒータ一体型ヒューズ31は、基板41を有する。基板41には、U相端子42a、V相端子42b、W相端子42c、中性点電位取り出し用端子42d、第１電源端子（第１電極部）43aおよび第２電源端子（第２電極部）43bが設けられている。各端子42a～42d、43a,43bは、素子ハンダ用ランド53を介してヒューズ素子実装基板50上に実装されている。U相端子42aは、U相コイル13aと接続されている。V相端子42bは、V相コイル13bと接続されている。W相端子42cは、W相コイル13cと接続されている。中性点電位取り出し用端子42dは、電圧センサ38と接続されている。中性点電位取り出し用端子42dの電気抵抗値は、U相コイル13a、V相コイル13b、W相コイル13c、U相端子42c、V相端子42bおよびW相端子42cの電気抵抗値よりも大きく設定されている。中性点電位取り出し用端子42dの電気抵抗値は、例えば1kΩとする。第１電源端子43aは、ヒューズ加熱用電源37と接続されている。第２電源端子43bは、FET40と接続されている。

各端子42a～42d,43a,43bは、金属板を折り曲げてコ字状に形成され、両端部が基板41の両面を挟んだ状態で基板41に固定されている。U相端子42aおよびW相端子42cは、基板41の短辺一端側に配置されている。V相端子42bおよび中性点電位取り出し用端子42dは、基板41の短辺他端側に配置されている。第１電源端子43aは、基板41の長辺一端側に配置され、第２電源端子43bは、基板41の長辺他端側に配置されている。各端子42a～43d、43a,43bは、互いに離間して配置されている。
ヒューズエレメント32は、例えば、はんだ（鉛と錫を主成分とした合金）等の可溶性金属を用いて正面視略矩形状に形成されている。ヒューズエレメント32は、各端子42a～42d上に設けられている。ヒューズエレメント32の正面視中央には、貫通穴32aが形成されている。ヒューズエレメント32の表面には、フラックスが塗布されている。ヒューズエレメント32は、第１接続部32b、第２接続部32c、第３接続部32dおよび第４接続部32eを有する。第１接続部32bは、U相端子42aとV相端子42bとを接続する。第２接続部32cは、U相端子42aとW相端子42cとを接続する。第３接続部32dは、V相端子42bと中性点電位取り出し用端子42dとを接続する。第４接続部32eは、W相端子42cと中性点電位取り出し用端子42dとを接続する。ヒューズエレメント32が切断されるとき、各端子42a～42d間の導通は切断される。よって、ヒューズエレメント32が切断されるとき、中性点電位取り出し用端子42dとステータコイル13との間の導通が切断される。

ヒータ部33は、基板41の両面のうち、ヒューズエレメント32が設けられている側に固定されている。ヒータ部33は、基板41と各端子42a～42d,43a,43bとの間に設けられている。ヒータ部33とヒューズエレメント32との間には、各端子42a～42dの板厚分だけ隙間空間が形成されている。このため、ヒータ部33とヒューズエレメント32とは、互いに離間して配置されている。
ヒータ部33は、基部33a、第１横断部33b、第２横断部33c、第１分岐部33dおよび第２分岐部33eを有し、正面視十字形に形成されている。
基部33aは、ヒータ部33の中心に位置し、ヒューズエレメント32の貫通穴32aと対向する位置に配置されている。
第１横断部33bは、基部33aから基板41の長辺一端側へ延び、第１電源端子43aと接続する。第１横断部33bは、U相端子42aとV相端子42bとの間に、両端子42a,42bと離間して設けられている。ヒューズエレメント32の第１接続部32bは、第１横断部33bを跨ぐようにU相端子32aとV相端子42bとを接続する。

第２横断部33cは、基部33aから基板41の長辺他端側へ延び、第２電源端子43bと接続する。第２横断部33cは、W相端子42cと中性点電位取り出し用端子42dとの間に、両端子42c,42dと離間して設けられている。ヒューズエレメント32の第４接続部32eは、第２横断部33cを跨ぐようにW相端子42cと中性点電位取り出し用端子42dとを接続する。
第１分岐部33dは、基部33aから基板41の短辺一端側へ延びる。第１分岐部33dは、U相端子42aとW相端子42cとの間に、両端子42a,42cと離間して設けられている。第１分岐部33dは、第２接続部32cよりも外側（基板41の短辺一端側）まで延びるように設けられている。ヒューズエレメント32の第３接続部32cは、第１分岐部33dを跨ぐようにU相端子42aとW相端子42cとを接続する。

第２分岐部33eは、基部33aから基板41の短辺他端側へ延びる。第２分岐部33eは、V相端子42bと中性点電位取り出し用端子42dとの間に、両端子42b,42dと離間して設けられている。第２分岐部33eは、第３接続部32dよりも外側（基板41の短辺他端側）まで延びるように設けられている。ヒューズエレメント32の第２接続部32dは、第２分岐部33eを跨ぐようにV相端子42bと中性点電位取り出し用端子42dとを接続する。
基板41の正面視において、U相端子42aは、第１分岐部33dの延びる方向（基板41の短辺他端側から一端側へ向かう方向）に沿って第１横断部33bから離間する方向に沿って延びる。V相端子42bは、第２分岐部33eの延びる（基板41の短辺一端側から他端側へ向かう方向）方向に沿って第１横断部33bから離間する方向に沿って延びる。W相端子42cは、第１分岐部33dの延びる方向に沿って第２横断部33cから離間する方向に沿って延びる。中性点電位取り出し用端子42dは、第２分岐部33eの延びる方向に沿って第２横断部33cから離間する方向に沿って延びる。

次に、実施形態１の作用効果を説明する。
３相ブラシレスDCモータを駆動するインバータにショート故障が発生すると、モータへの電力供給を停止してマニュアルステアリングに移行する。このとき、インバータとモータ巻線間で、故障した相のステータコイルを含む閉回路が形成されているため、ドライバがステアリングホイールを操作してモータが回転されることにより、故障した相のステータコイルには逆起電力が発生する。この逆起電力により、モータ軸には、ステアリングホイールの動きを妨げるブレーキトルクが発生し、ハンドル操舵が重くなる。
従来のモータ駆動装置では、インバータのショート故障を検知すると、インバータとステータコイルとを接続する接続回路に設けられた半導体リレーを遮断状態とすることにより、故障した相のモータ巻線を含む閉回路が形成されるのを回避してブレーキトルクの発生を抑制している。ところが、半導体リレーは比較的抵抗値が大きいため、そのパワー損失によりモータの効率低下を引き起こす。

これに対し、実施形態１のモータ駆動装置は、インバータ22のショート故障を検知すると、ヒータ一体型ヒューズ31のヒータ部33を加熱する。これにより、図５に示すように、ヒューズエレメント32の第１接続部32b、第２接続部32c、第３接続部32dおよび第４接続部32eが溶断し、各端子42a～42d間の電気な接続が遮断される。つまり、ヒータ一体型ヒューズ31を閉回路遮断用のリレーとして用いることにより、半導体リレーや他の電子部品のリレーを使用する場合に比べて、抵抗値を小さくできるため、電力消費量を抑制できる。
ここで、実施形態１のヒューズエレメント32は、ステータコイル13の中性点に設けられている。つまり、ステータコイル13の各相を切断するのではなく、中性点を切断する構造とすることで、ヒータ一体型ヒューズ31の構造の簡素化を図れる。また、半導体リレーや電子部品のリレーを使用する場合に比べ、抵抗値が小さく、電力消費量を抑制できる。

ヒータ一体型ヒューズ31は、中性点の電位を測定するための中性点電位取り出し用端子42dを備え、中性点電位取り出し用端子42dは、ヒューズエレメント32に接続されており、ヒューズエレメント32が切断されるとき、中性点電位取り出し用端子42dとステータコイル13との間の導通は切断される。これにより、インバータ22のショート故障を検知するために中性点電位を測定する構造においても適用可能であり、ステータコイル13の導通を切断するヒューズエレメント32と同じヒューズエレメントによって、中性点電位取り出し用端子42dとステータコイル13との導通も切断できる。
中性点電位取り出し用端子42dの電気抵抗値は、U相コイル13a、V相コイル13bおよびW相コイル13cの電気抵抗値よりも大きい。例えば、中性点電位取り出し用端子42dが地絡した場合、この中性点電位取り出し用端子42dに電流が集中して流れ、装置が過熱状態となるおそれがある。そこで、中性点電位取り出し用端子42dの電気抵抗値をステータコイル13の各相の電気抵抗値よりも大きくしておくことにより、中性点電位取り出し用端子42dが地絡した場合における装置の過熱を抑制できる。

ヒータ部33は、U相端子42aとV相端子42bの間に設けられた第１横断部33bを有し、ヒューズエレメント32は、第１横断部33bを跨ぐようにU相端子42aとV相端子42bとを接続する第１接続部32bを有する。これにより、ヒューズエレメント32のU相端子42aとV相端子42bを跨ぐ部分をヒータ部33の第１横断部33bで加熱することにより、U相とV相の導通をより確実に切断できる。
ヒータ部33は、第１横断部33bと繋がっている基部33aと、基部33aから分岐するように設けられた第１分岐部33dを有し、U相端子42aとW相端子42cは、第１分岐部33dを挟むように設けられており、ヒューズエレメント32は、第１分岐部33dを跨ぐようにU相端子42aとW相端子42cとを接続する第２接続部32cを有する。これにより、３相以上、相を有するモータにおいても、各相の間にヒータ部33を設けることが可能となり、第１相と第２相の間だけでなく、第１相と第３相の間の導通もより確実に切断できる。

第１分岐部33dの１対の端部のうち、基部33aから遠い側の端部は、第２接続部32cよりも外側まで延びるように設けられている。これにより、基部33aの端部が第２接続部32cよりも内側に位置する場合と比べて、第２接続部32cをより加熱できるため、第２接続部32cをより確実に切断できる。
ヒューズエレメント32は、基部33aと対向する領域に貫通穴32aが形成されている。つまり、ステータコイル13の各相の間の導通をさせる目的において必ずしも必要でない部分（基部33aと対向する部分）に貫通穴32aを設けることにより、この部分が溶断されない場合における各相の間の導通の切断不良の発生を抑制できる。また、ヒューズエレメント32の材料となる溶融金属の使用料を抑制できる。

ヒータ部33は、W相端子42cと中性点電位取り出し用端子42dの間に設けられた第２横断部33cと、基部33aから分岐するように設けられ、V相端子42bと中性点電位取り出し用端子42dの間に設けられた第２分岐部33eと、第１横断部33bに接続され基部33aの反対側に延びる第１電源端子43aと、第２横断部33cに接続され基部33aの反対側に延びる第２電源端子43bを備え、U相端子42aは、第１分岐部33dの延びる方向に沿って第１横断部33bから離間する方向に沿って延びており、V相端子42bは、第２分岐部33eの延びる方向に沿って第１横断部33bから離間する方向に沿って延びており、W相端子42cは、第１分岐部33dの延びる方向に沿って第２横断部33cから離間する方向に沿って延びており、中性点電位取り出し用端子42dは、第２分岐部33eの延びる方向に沿って第２横断部33cから離間する方向に沿って延びている。これにより、各端子42a～42d間の導通をヒータ部33の第１横断部33b、第２横断部33c、第１分岐部33dおよび第２分岐部33eによってより確実に切断できる。また、各端子42a～42d、43a,43b同士の近接が抑制され、端子間ショートのリスクを軽減できる。

ヒューズエレメント32とヒータ部33の間に隙間空間が形成されるように、互いに離間して配置されている。これにより、隙間空間が溶融したヒューズエレメント32の逃げ場としての機能し、溶融後のヒューズエレメント32がステータコイル13の相間を導通する状態で残存することを抑制できる。
ヒューズエレメント32の表面にフラックスが塗布されている。これにより、ヒューズエレメント32と各端子42a～42dとの接合性を向上できる。
モータ駆動装置は、モータハウジング52と、銅膜51と、ヒューズ素子実装基板50を備え、ヒータ一体型ヒューズ31は、ヒューズ素子実装基板50上に搭載されており、ヒューズ素子実装基板50は、銅膜51を介してモータハウジング52に設置されている。すなわち、ヒューズ素子実装基板50上に設けられたヒータ一体型ヒューズ31を熱伝導率の高い銅膜51を介してアルミ合金製のモータハウジング52と接続することにより、ヒータ一体型ヒューズ31の熱量を適度にモータハウジング52へ逃がせる。

〔実施形態２〕
実施形態２の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
図６は、実施形態２のステータコイルの回路構成図である。
実施形態２のモータ駆動回路は、ステータコイルが冗長化されている。図６に図示されていない部分の構成は、図２に示した実施形態１と同じである。
第１のステータコイル13は、図２に示した実施形態１と同じ構成である。第２のステータコイル54は、U相（第４相）コイル54a、V相（第５相）コイル54bおよびW相（第６相）コイル54cがスター結線されている。インバータ22と第２のステータコイル54は、第２の接続回路60を介して接続されている。第２の接続回路60のU相用導電線60aはU相コイル54aと接続されている。同様に、V相用導電線60bはV相コイル54bと接続され、W相用導電線60cはW相コイル54cと接続されている。

第１のヒータ一体型ヒューズ31は、図２に示した実施形態１と同じ構成である。第２のヒータ一体型ヒューズ55は、第２のヒューズエレメント56と、第２のヒータ部57とを有する。第２のヒューズエレメント56は、第２のステータコイル54の中性点に設けられている。第２のヒータ部57は、第２のヒューズ加熱用電源58からの電力により発熱し、発熱により第２のヒューズエレメント56を切断（溶断）可能である。第２のヒューズ加熱用電源58は、電源線24における電源リレー26とインバータ22との間と、第２のヒータ部57とを接続し、バッテリ23から第２のヒータ部57に電力を供給する。第２のステータコイル54の中性点には、第２の電圧センサ59が設けられている。第２の電圧センサ59は、中性点の電圧を検出し、マイクロコンピュータ20へ出力する。
第１のステータコイル13および第２ステータコイル54は、１つの筐体（モータハウジング）に収容され、共通のモータロータ12を回転駆動させる。
ヒータ制御部20cは、故障検知部がインバータ22のショート故障を検知するとき、第１のヒータ部33または第２のヒータ部57に電力が供給されるように、第１のヒータ駆動回路39または第２のヒータ駆動回路61に対し、第１のFET40または第２のFET62を駆動制御するためのヒータ通電指令信号Vfuseを出力する。

図７は、実施形態２の第１のヒータ一体型ヒューズ31および第２のヒータ一体型ヒューズ55の正面図である。
第１のヒータ一体型ヒューズ31および第２のヒータ一体型ヒューズ55は、ともに共通の基板63に搭載されている。基板63の長辺一端側には第１のヒータ一体型ヒューズ31が配置され、基板63の長辺他端側には第２のヒータ一体型ヒューズ55が配置されている。第１のヒータ一体型ヒューズ31は、第２電源端子43bが基板63の短辺一端側に配置されている点を除き、図３に示した実施形態１と同じ構成であるが、第２のヒータ一体型ヒューズ55は、第２のヒューズエレメント56および第２のヒータ部57に加え、U相端子64a、V相端子64b、W相端子64c、中性点電位取り出し用端子64d、第１電源端子65aおよび第２電源端子65bを有する。各端子64a～64d、65a,65bの構造および機能は、第１のヒータ一体型ヒューズ31の各端子42a～42d、43a,43bとほぼ同じであるが、第１電源端子65aは、基板63の短辺他端側に配置され、基板63の短辺方向において、第１のヒータ一体型ヒューズ31の第２電源端子43bと対向する。
第２のヒューズエレメント56は、第１のヒューズエレメント32と同様、貫通穴56a、第１接続部56b、第２接続部56c、第３接続部56dおよび第４接続部56eを有する。また、第２のヒータ部57は、第１のヒータ部33と同様、基部57a、第１横断部57b、第２横断部57c、第１分岐部57dおよび第２分岐部57eを有する。
実施形態２では、ヒータ一体型ヒューズが２つ設けられる場合（第１のヒータ一体型ヒューズ31、第２のヒータ一体型ヒューズ55）において、これら２つのヒータ一体型ヒューズ31,55を共通の基板63に搭載することにより、ステータコイル13,54がいわゆる冗長構成となっているモータ駆動装置においても、ヒータ一体型ヒューズのレイアウト性および組み付け性を向上できる。

〔実施形態３〕
実施形態３の基本的な構成は実施形態１と同じであるため、実施形態１と相違する部分のみ説明する。
図８は実施形態３のヒータ一体型ヒューズ66の正面図、図９は図８のS9-S9線矢視断面図である。
ヒューズエレメント67は、ヒータ部33上に設けられ、側面が各端子42a～42dの端面と接している。ヒューズエレメント67は、正面視四角枠状に形成され、第１接続部67a、第２接続部67b、第３接続部67cおよび第４接続部67dを有する。各接続部67a～67dの機能は、実施形態１のヒューズエレメント32における各接続部42b～42eと同じである。

ヒータ部33において、第１横断部33bは、第１壁部68aを有する。第１壁部68aは、ヒューズエレメント67の第１接続部67aよりも基板41の長辺一端側に設けられている。第１壁部68aと第１接続部67aとの間には、第１絶縁材69aが介装されている。第２横断部33cは、第２壁部68bを有する。第２壁部68bは、ヒューズエレメント67の第４接続部67dよりも基板41の長辺他端側に設けられている。第２壁部68bと第４接続部67dとの間には、第２絶縁体69bが介装されている。第１分岐部33dは、第３壁部68cを有する。第３壁部68cは、ヒューズエレメント67の第２接続部67bよりも基板41の短辺一端側に設けられている。第３壁部68cと第２接続部67bとの間には、第３絶縁体69cが介装されている。第２分岐部33eは、第４壁部68dを有する。第４壁部68dは、ヒューズエレメント67の第３接続部67cよりも基板41の短辺他端側に設けられている。第４壁部68dと第３接続部67cとの間には、第４絶縁体69dが介装されている。各絶縁体69a～69dとしては、例えばシリコン系の絶縁グリスやマイカを用いる。

〔他の実施形態〕
以上、本発明を実施するための実施形態を説明したが、本発明の具体的な構成は実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても本発明に含まれる。
ステータコイルは、３相に限らず、３相以上あってもよい。
中性点電位取り出し用端子の電気抵抗値を大きくする方法としては、電気抵抗値の大きい材料で中性点電位取り出し用端子を形成してもよいし、中性点電位取り出し用端子の表面を電気抵抗値の大きな材料で被覆してもよい。
ヒューズエレメントの貫通穴の周りは、必ずしも環状に繋がっている必要はなく、例えば、C字状に繋がり一部が切り欠かれている形状であってもよい。
ステータコイルのU相、V相およびW相のそれぞれの電流の変化に基づいてインバータのショート故障を検知してもよい。
本発明のモータ駆動装置は、電動パワーステアリング以外にも適用可能であり、実施形態と同様の作用効果を奏する。

以上説明した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
モータ駆動装置は、その一つの態様において、モータロータと、ステータコイルと、を有するモータ部であって、前記ステータコイルは、互いにスター結線されている第１相、第２相、および第３相のコイルを含む、前記モータ部と、前記モータ部を駆動制御するインバータと、前記ステータコイルに設けられたヒータ一体型ヒューズであって、前記ヒータ一体型ヒューズは、前記ステータコイルの中性点に設けられたヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントを切断するために発熱するヒータ部と、を含む、前記ヒータ一体型ヒューズと、前記マイクロコンピュータであって、モータ駆動指令信号生成部と、故障検知部と、ヒータ制御部と、を有し、前記モータ駆動指令信号生成部は、前記インバータを駆動制御するための駆動指令信号を生成し、前記故障検知部は、前記インバータのショート故障を検知し、前記ヒータ制御部は、前記故障検知部が前記インバータのショート故障を検知するとき、前記ヒータ部に電力が供給されるように、ヒータ通電指令信号を出力する、前記マイクロコンピュータと、を有する。

より好ましい態様では、上記態様において、さらに、前記中性点の電位を測定するための中性点電位取り出し用端子を備え、前記中性点電位取り出し用端子は、前記ヒューズエレメントに接続されており、前記ヒューズエレメントが切断されるとき、前記中性点電位取り出し用端子と前記ステータコイルとの間の導通は切断される。
別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記中性点電位取り出し用端子の電気抵抗値は、前記第１相、前記第２相、および前記第３相のコイルの電気抵抗値よりも大きい。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ヒータ部は、前記第１相と前記第２相の間に設けられた第１横断部を有し、前記ヒューズエレメントは、前記第１横断部を跨ぐように前記第１相と前記第２相とを接続する第１接続部を有する。

さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ヒータ部は、前記第１横断部と繋がっている基部と、前記基部から分岐するように設けられた第１分岐部を有し、前記第１相と前記第３相は、前記第１分岐部を挟むように設けられており、前記ヒューズエレメントは、前記第１分岐部を跨ぐように前記第１相と前記第３相とを接続する第２接続部を有する。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記第１分岐部の１対の端部のうち、前記基部から遠い側の端部は、前記第２接続部よりも外側まで延びるように設けられている。

さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ヒューズエレメントは、前記基部と対向する領域に貫通穴が形成されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、さらに、前記中性点の電位を測定するための中性点電位取り出し用端子を備え、前記中性点電位取り出し用端子は、前記ヒューズエレメントに接続されており、前記ヒータ部は、前記基部と繋がっており、前記第３相と前記中性点電位取り出し用端子の間に設けられた第２横断部と、前記基部から分岐するように設けられ、前記第２相と前記中性点電位取り出し用端子の間に設けられた第２分岐部と、前記第１横断部に接続され前記基部の反対側に延びる第１電極部と、前記第２横断部に接続され前記基部の反対側に延びる第２電極部を備え、

前記第１相は、前記第１分岐部の延びる方向に沿って前記第１横断部から離間する方向に沿って延びており、前記第２相は、前記第２分岐部の延びる方向に沿って前記第１横断部から離間する方向に沿って延びており、前記第３相は、前記第１分岐部の延びる方向に沿って前記第２横断部から離間する方向に沿って延びており、前記中性点電位取り出し用端子は、前記第２分岐部の延びる方向に沿って前記第２横断部から離間する方向に沿って延びている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、さらに、前記中性点の電位を測定するための中性点電位取り出し用端子を備え、前記中性点電位取り出し用端子は、前記ヒューズエレメントに接続されており、前記モータ部は、３相ブラシレスモータであって、前記第１相は、U相であり、前記第２相は、V相であり、前記第３相はW相であって、前記ヒータ部は、前記基部と繋がっており、前記W相と前記中性点電位取り出し用端子の間に設けられた第２横断部と、前記基部から分岐するように設けられ、前記V相と前記中性点電位取り出し用端子の間に設けられた第２分岐部を有する。

さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ヒューズエレメントと前記ヒータ部の間に隙間空間が形成されるように、互いに離間して配置されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、前記ヒューズエレメントの表面にフラックスが塗布されている。
さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、さらに、基板と、第２のヒータ一体型ヒューズを備え、前記ステータコイルは、さらに、互いにスター結線されている第４相、第５相、および第６相のコイルを含み、前記第２のヒータ一体型ヒューズは、前記第４相、前記第５相、および前記第６相の中性点に設けられた第２のヒューズエレメントと、前記第２のヒューズエレメントを切断するための第２のヒータ部と、を含み、前記ヒータ一体型ヒューズと前記第２のヒータ一体型ヒューズは、ともに共通の前記基板に搭載されており、前記ヒータ制御部は、前記故障検知部が前記インバータのショート故障を検知するとき、前記ヒータ部または前記第２のヒータ部に電力が供給されるように、ヒータ通電指令信号を出力する。

さらに別の好ましい態様では、上記態様のいずれかにおいて、さらに、アルミハウジングと、銅膜と、基板を備え、前記ヒータ一体型ヒューズは、前記基板上に搭載されており、前記基板は、前記銅膜を介して前記アルミハウジングに設置されている。
他の観点から、ヒータ一体型ヒューズは、ある態様において、モータのステータコイルに設けられるヒータ一体型ヒューズであって、前記モータは、モータロータと、ステータコイルと、を有し前記ステータコイルは、互いにスター結線されている第１相、第２相、および第３相のコイルを含み、前記ステータコイルの中性点に設けられたヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントを切断するために発熱するヒータ部と、を有する。

11 モータ（モータ部）
12 モータロータ
13 ステータコイル
13a U相コイル
13b V相コイル
13c W相コイル
20 マイクロコンピュータ
20b 故障検知部
20c ヒータ制御部
22 インバータ
31 ヒータ一体型ヒューズ
32 ヒューズエレメント
33 ヒータ部
201 モータ駆動指令信号生成部

Claims (14)

1. モータ駆動装置であって、
   モータロータと、ステータコイルと、を有するモータ部であって、
   前記ステータコイルは、互いにスター結線されている第１相、第２相、および第３相のコイルを含む、
   前記モータ部と、
   前記モータ部を駆動制御するインバータと、
   前記ステータコイルに設けられたヒータ一体型ヒューズであって、
   前記ヒータ一体型ヒューズは、前記ステータコイルの中性点に設けられたヒューズエレメントと、前記ヒューズエレメントを切断するために発熱するヒータ部と、を含む、
   前記ヒータ一体型ヒューズと、
   前記マイクロコンピュータであって、モータ駆動指令信号生成部と、故障検知部と、ヒータ制御部と、を有し、
   前記モータ駆動指令信号生成部は、前記インバータを駆動制御するための駆動指令信号を生成し、
   前記故障検知部は、前記インバータのショート故障を検知し、
   前記ヒータ制御部は、前記故障検知部が前記インバータのショート故障を検知するとき、前記ヒータ部に電力が供給されるように、ヒータ通電指令信号を出力する、
   前記マイクロコンピュータと、
   を有するモータ駆動装置。
2. 請求項１に記載のモータ駆動装置であって、
   さらに、前記中性点の電位を測定するための中性点電位取り出し用端子を備え、
   前記中性点電位取り出し用端子は、前記ヒューズエレメントに接続されており、
   前記ヒューズエレメントが切断されるとき、前記中性点電位取り出し用端子と前記ステータコイルとの間の導通は切断される、
   モータ駆動装置。
3. 請求項２に記載のモータ駆動装置であって、
   前記中性点電位取り出し用端子の電気抵抗値は、前記第１相、前記第２相、および前記第３相のコイルの電気抵抗値よりも大きい、
   モータ駆動装置。
4. 請求項１に記載のモータ駆動装置であって、
   前記ヒータ部は、前記第１相と前記第２相の間に設けられた第１横断部を有し、
   前記ヒューズエレメントは、前記第１横断部を跨ぐように前記第１相と前記第２相とを接続する第１接続部を有する、
   モータ駆動装置。
5. 請求項４に記載のモータ駆動装置であって、
   前記ヒータ部は、前記第１横断部と繋がっている基部と、前記基部から分岐するように設けられた第１分岐部を有し、
   前記第１相と前記第３相は、前記第１分岐部を挟むように設けられており、
   前記ヒューズエレメントは、前記第１分岐部を跨ぐように前記第１相と前記第３相とを接続する第２接続部を有する、
   モータ駆動装置。
6. 請求項５に記載のモータ駆動装置であって、
   前記第１分岐部の１対の端部のうち、前記基部から遠い側の端部は、前記第２接続部よりも外側まで延びるように設けられている、
   モータ駆動装置。
7. 請求項５に記載のモータ駆動装置であって、
   前記ヒューズエレメントは、前記基部と対向する領域に貫通穴が形成されている、
   モータ駆動装置。
8. 請求項５に記載のモータ駆動装置であって、
   さらに、前記中性点の電位を測定するための中性点電位取り出し用端子を備え、
   前記中性点電位取り出し用端子は、前記ヒューズエレメントに接続されており、
   前記ヒータ部は、前記基部と繋がっており、前記第３相と前記中性点電位取り出し用端子の間に設けられた第２横断部と、前記基部から分岐するように設けられ、前記第２相と前記中性点電位取り出し用端子の間に設けられた第２分岐部と、前記第１横断部に接続され前記基部の反対側に延びる第１電極部と、前記第２横断部に接続され前記基部の反対側に延びる第２電極部を備え、
   前記第１相は、前記第１分岐部の延びる方向に沿って前記第１横断部から離間する方向に沿って延びており、
   前記第２相は、前記第２分岐部の延びる方向に沿って前記第１横断部から離間する方向に沿って延びており、
   前記第３相は、前記第１分岐部の延びる方向に沿って前記第２横断部から離間する方向に沿って延びており、
   前記中性点電位取り出し用端子は、前記第２分岐部の延びる方向に沿って前記第２横断部から離間する方向に沿って延びている、
   モータ駆動装置。
9. 請求項５に記載のモータ駆動装置であって、
   さらに、前記中性点の電位を測定するための中性点電位取り出し用端子を備え、
   前記中性点電位取り出し用端子は、前記ヒューズエレメントに接続されており、
   前記モータ部は、３相ブラシレスモータであって、
   前記第１相は、U相であり、前記第２相は、V相であり、前記第３相はW相であって、
   前記ヒータ部は、前記基部と繋がっており、前記W相と前記中性点電位取り出し用端子の間に設けられた第２横断部と、前記基部から分岐するように設けられ、前記V相と前記中性点電位取り出し用端子の間に設けられた第２分岐部を有する、
   モータ駆動装置。
10. 請求項１に記載のモータ駆動装置であって、
    前記ヒューズエレメントと前記ヒータ部の間に隙間空間が形成されるように、互いに離間して配置されている、
    モータ駆動装置。
11. 請求項１に記載のモータ駆動装置であって、
    前記ヒューズエレメントの表面にフラックスが塗布されている、
    モータ駆動装置。
12. 請求項１に記載のモータ駆動装置であって、
    さらに、基板と、第２のヒータ一体型ヒューズを備え、
    前記ステータコイルは、さらに、互いにスター結線されている第４相、第５相、および第６相のコイルを含み、
    前記第２のヒータ一体型ヒューズは、前記第４相、前記第５相、および前記第６相の中性点に設けられた第２のヒューズエレメントと、前記第２のヒューズエレメントを切断するための第２のヒータ部と、を含み、
    前記ヒータ一体型ヒューズと前記第２のヒータ一体型ヒューズは、ともに共通の前記基板に搭載されており、
    前記ヒータ制御部は、前記故障検知部が前記インバータのショート故障を検知するとき、前記ヒータ部または前記第２のヒータ部に電力が供給されるように、ヒータ通電指令信号を出力する、
    モータ駆動装置。
13. 請求項１に記載のモータ駆動装置であって、
    さらに、アルミハウジングと、銅膜と、基板を備え、
    前記ヒータ一体型ヒューズは、前記基板上に搭載されており、
    前記基板は、前記銅膜を介して前記アルミハウジングに設置されている、
    モータ駆動装置。
14. モータのステータコイルに設けられるヒータ一体型ヒューズであって、
    前記モータは、モータロータと、ステータコイルと、を有し
    前記ステータコイルは、互いにスター結線されている第１相、第２相、および第３相のコイルを含み、
    前記ステータコイルの中性点に設けられたヒューズエレメントと、
    前記ヒューズエレメントを切断するために発熱するヒータ部と、
    を有するヒータ一体型ヒューズ。

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