JP2022144197A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の実装面積を確保可能な駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置１は、モータ８０と、ＥＣＵ１０とを備える。ＥＣＵ１０は、コネクタユニット５０、親基板３１、子基板３２、および、接続部品２４１、２４６を有し、モータ８０の軸方向の一方側に設けられる。親基板３１および子基板３２は、第１モータ巻線の通電制御に係る電子部品が実装される第１系統領域と、第２モータ巻線の通電制御に係る電子部品が実装される第２系統領域とが、基板中心線にて分離されている。第１系統領域および第２系統領域において、モータ８０に通電されるモータ電流が流れる領域であるパワー領域と、モータ電流より相対的に小さい制御電流が流れる領域である制御領域とが、分離されている。【選択図】 図５

Description

本発明は、駆動装置に関する。

従来、モータとモータの駆動制御に係るＥＣＵとが一体に設けられた駆動装置が知られている。例えば特許文献１では、１枚の基板に各種電子部品が実装されている。

特開２０１６－３６２４４号公報

特許文献１では、１つのマイコンにてモータの駆動を制御している。ここで、例えばマイコンやＡＳＩＣを冗長化して２つずつ設ける場合、基板の実装面積が不足する虞がある。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、基板の実装面積を確保可能な駆動装置を提供することにある。

本発明の駆動装置は、モータ（８０）と、制御ユニット（１０）と、を備える。モータは、第１モータ巻線（１８０）および第２モータ巻線（２８０）を有する。制御ユニットは、外部との接続に用いられるコネクタ（１５２、１５６、２５２、２５６）を有するコネクタユニット（５０）、モータハウジング（８４０）に固定されるメイン基板（３１）、コネクタユニットに固定されるサブ基板（３２）、および、メイン基板とサブ基板とを接続する接続部品（１４１、１４６、２４１、２４６）を有し、モータの軸方向の一方側に設けられる。

メイン基板およびサブ基板は、第１モータ巻線の通電制御に係る電子部品が実装される第１系統領域と、第２モータ巻線の通電制御に係る電子部品が実装される第２系統領域とが、基板中心線にて分離されている。また、メイン基板およびサブ基板は、第１系統領域および第２系統領域において、モータに通電されるモータ電流が流れる領域であるパワー領域と、モータ電流より相対的に小さい制御電流が流れる領域である制御領域とが、分離されている。これにより、基板の実装面積を確保することができる。

一実施形態によるステアリングシステムを示す概略構成図である。 一実施形態による駆動装置を示す側面図である。 図２のＩＩＩ方向矢視図である。 図３のＩＶ－ＩＶ線断面図である。 一実施形態によるカバーを外した状態のＥＣＵを示す側面図である。 一実施形態によるカバーを外した状態の駆動装置を示す斜視図である。 一実施形態による駆動装置を示す回路図である。 一実施形態による親基板のモータ面を示す平面図である。 一実施形態による親基板のコネクタ面を示す平面図である。 一実施形態による子基板のモータ面を示す平面図である。 一実施形態による子基板のコネクタ面を示す平面図である。

（一実施形態）
以下、本発明による駆動装置を図面に基づいて説明する。一実施形態による駆動装置を図１～図１１に示す。

図１に示すように、駆動装置１は、モータ８０と、ＥＣＵ１０と、を備え、車両のステアリング操作を補助するための操舵装置としての電動パワーステアリング装置８に適用される。図１は、電動パワーステアリング装置８を備えるステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。ステアリングシステム９０は、操舵部材であるステアリングホイール９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置８等を備える。

ステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。トルクセンサ９４は、内部にて２系統化されており、それぞれの検出値ｔｒｑ１、ｔｒｑ２は、対応するコネクタ１５６、２５６に入力される。ステアリングシャフト９２の先端には、ピニオンギア９６が設けられる。ピニオンギア９６は、ラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が連結される。

運転者がステアリングホイール９１を回転させると、ステアリングホイール９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換される。一対の車輪９８は、ラック軸９７の変位量に応じた角度に操舵される。

電動パワーステアリング装置８は、駆動装置１、および、モータ８０の回転を減速してラック軸９７に伝える動力伝達部としての減速ギア８９等を備える。本実施形態の電動パワーステアリング装置８は、所謂「ラックアシストタイプ」であるが、モータ８０の回転をステアリングシャフト９２に伝える所謂「コラムアシストタイプ」等としてもよい。

図２～図６に示すように、モータ８０は３相ブラシレスモータである。モータ８０は、操舵に要するトルクの一部または全部を出力するものであって、図示しないバッテリから電力が供給されることで駆動され、減速ギア８９を正逆回転させる。

モータ８０は、第１モータ巻線１８０および第２モータ巻線２８０を有する。モータ巻線１８０、２８０は電気的特性が同等であり、共通のステータ８６０に、互いに電気角３０［ｄｅｇ］ずらしてキャンセル巻きされる。これに応じて、モータ巻線１８０、２８０には、位相φが３０［ｄｅｇ］ずれた相電流が通電されるように制御される。通電位相差を最適化することで、出力トルクが向上する。また、６次のトルクリプルを低減することができ、騒音、振動の低減することができる。また、電流も分散されることで発熱が分散、平準化されるため、各センサの検出値やトルク等、温度依存の系統間誤差を低減可能であるとともに、通電可能な電流量を増やすことができる。なお、モータ巻線１８０、２８０は、キャンセル巻きされていなくてもよく、電気的特性が異なっていてもよい。

以下、第１モータ巻線１８０の通電制御に係る構成の組み合わせを第１系統、第２モータ巻線２８０の通電制御に係る構成の組み合わせを第２系統とする。第１系統の構成を主に１００番台で付番し、第２系統Ｌ２の構成を主に２００番台で付番し、第１系統と第２系統とで実質的に同様の構成には下２桁が同じとなるように付番し、適宜説明を省略する。また、図中等適宜、第１系統Ｌ１に係る構成に添え字の「１」、第２系統Ｌ２に係る構成に添え字の「２」を付す。

駆動装置１は、モータ８０の軸方向の一方側にＥＣＵ１０が一体的に設けられており、いわゆる「機電一体型」である。ＥＣＵ１０は、モータ８０の出力軸とは反対側において、シャフト８７０の軸Ａｘに対して同軸に配置されている。ここで、「同軸」とは、例えば組み付けや設計に係る誤差やズレは許容されるものとする。なお、本実施形態の駆動装置１における「機電一体」とは、モータ８０に対し、例えば概ね直方体形状のＥＣＵを単に近接させて設けたものとは異なっている。機電一体型とすることで、搭載スペースに制約のある車両において、ＥＣＵ１０とモータ８０とを効率的に配置することができる。以下、モータ８０の軸方向を駆動装置１の軸方向とみなし、単に「軸方向」とする。

モータ８０は、モータケース８３０、モータフレーム８４０、ステータ８６０、および、ロータ８６５等を有する。ステータ８６０は、モータケース８３０に固定されており、モータ巻線１８０、２８０が巻回される。ロータ８６５は、ステータ８６０の径方向内側に設けられ、ステータ８６０に対して相対回転可能に設けられる。

シャフト８７０は、ロータ８６５に嵌入され、ロータ８６５と一体に回転する。シャフト８７０は、軸受８７１、８７２により、モータケース８３０およびモータフレーム８４０に回転可能に支持される。シャフト８７０のＥＣＵ１０側の端部は、モータフレーム８４０に形成される軸孔８４９に挿通され、ＥＣＵ１０側に露出する。シャフト８７０のＥＣＵ１０側の端部には、マグネット８７５が設けられる。

モータケース８３０は、底部８３１および筒部８３２からなる略有底筒状に形成され、開口側にＥＣＵ１０が設けられる。底部８３１には、軸受８７１が設けられる。筒部８３２には、ステータ８６０が固定される。

モータフレーム８４０は、フレーム部８４１、ヒートシンク８４５、および、コネクタ接続部８４６等を有し、例えばアルミ等の熱伝導性のよい材料で形成される。フレーム部８４１は、モータケース８３０の径方向内側に圧入されており、全体として、モータケース８３０の筒部８３２を軸方向に投影した投影領域（以下適宜、「モータシルエット」とする。）内に収まっている。フレーム部８４１の外周には、フランジ部８４２が形成され、筒部８３２の内壁に形成される段差部８３３と当接する。また、フレーム部８４１のヒートシンク８４５の外側には、拡張部材接続部８４３が形成される。

ヒートシンク８４５は、フレーム部８４１のＥＣＵ１０側に立設される。ヒートシンク８４５を挟んだ両側において、フレーム部８４１に形成されるモータ線取出孔からモータ巻線１８０、２８０の一端がＥＣＵ１０側に取り出される。フレーム部８４１のモータ線取出孔には絶縁部材が設けられるとともに、モータ巻線１８０、２８０が取り出される箇所にてヒートシンク８４５の側面には凹部が形成されており、モータフレーム８４０と絶縁した状態にて、モータ巻線１８０、２８０をＥＣＵ１０側に取り出す。モータフレーム８４０から取り出されたモータ巻線１８０、２８０は、親基板３１と接続される。

コネクタ接続部８４６は、モータ巻線１８０、２８０が取り出されない側のヒートシンク８４５の側面の略中央に立設されている。コネクタ接続部８４６の高さは、ヒートシンク８４５よりも高い。

ＥＣＵ１０は、親基板３１、子基板３２、パワー系接続部品１４１、２４１、信号系接続部品１４６、２４６、コネクタユニット５０、および、カバー６０等を有する。親基板３１は、ヒートシンク８４５の端面に形成される基板固定部８４７にねじ３１９にて固定される。子基板３２は、コネクタユニット５０に固定される。

図４～図６、図８～図１１に示すように、親基板３１には、コネクタ接続部８４６との干渉を避けるための逃がし凹部３１６が形成されている。子基板３２には、後述するコネクタユニット５０の固定部５１６との干渉を避けるための逃がし凹部３２６が形成されている。本実施形態では、基板３１、３２をえぐり、逃がし凹部３１６、３２６を形成し、コネクタユニット５０をモータフレーム８４０に直接締結している。親基板３１と子基板３２とは、パワー系接続部品１４１、２４１、および、信号系接続部品１４６、２４６で接続される。親基板３１および子基板３２に実装される部品等の詳細は後述する。

第１パワー系接続部品１４１は、パワー端子１４２、端子保持部１４３、および、ピン１４４を有する。パワー端子１４２は２つであって、一方が電源端子、他方がグランド端子である。パワー端子１４２は、端子保持部１４３に保持され、一端が親基板３１と接続され、他端が子基板３２と接続される。ピン１４４は、端子保持部１４３の両側において、親基板３１側に突出して設けられ、親基板３１に固定されることでパワー系接続部品１４１を位置決めする。第２パワー系接続部品２４１は、パワー端子２４２、端子保持部２４３、および、ピン２４４を有する。

パワー系接続部品１４１、２４１は、スイッチング素子等の各種素子が実装される領域の外側である外側領域において、同一辺に沿い、逃がし凹部３１６、３２６を挟んで両側に配置されている。

第１信号系接続部品１４６は、複数の信号端子１４７、端子保持部１４８、および、ピン１４９を有する。信号端子１４７は、端子保持部１４８に保持され、一端が親基板３１と接続され、他端が子基板３２と接続される。ピン１４９は、端子保持部１４８の両端において、親基板３１側に突出して設けられ、親基板３１に固定されることで信号系接続部品１４６を位置決めする。第２信号系接続部品２４６は、複数の信号端子２４７、端子保持部２４８、および、ピン２４９を有する。信号端子１４７、２４７は、トルクセンサ９３および車両通信網９９との信号伝達に用いられる。端子数は、信号数等に応じ、任意に設定可能である。

信号系接続部品１４６、２４６は、各種素子が実装される領域の外側である外側領域において、パワー系接続部品１４１、２４１が設けられるのと反対側の辺に沿い、逃がし凹部３１６、３２６を挟んで両側に配置されている。

図２～図６に示すように、コネクタユニット５０は、ベース部５１、車両系コネクタ１５２、２５２、および、操舵系コネクタ１５６、２５６を有する。ベース部５１は、平面視略矩形に形成される。ベース部５１のモータ８０と反対側の面には、外縁に沿って溝部５１１が形成されている。また、ベース部５１には、固定部５１６が形成される。固定部５１６には、スルーボルト５１９が挿通され、モータフレーム８４０のコネクタ接続部８４６に螺着される。これにより、コネクタユニット５０がモータフレーム８４０に固定される。モータフレーム８４０のコネクタ接続部８４６とコネクタユニット５０の固定部５１６との軸方向における接続位置は、親基板３１と子基板３２との間である。

コネクタ１５２、１５６、２５２、２５６は、間口が軸方向外側を向いて形成されている。車両系コネクタ１５２、２５２は、車両電源およびグランドと接続されるパワーコネクタと、ＣＡＮ（Controller Area Network）等である車両通信網９９と接続される通信コネクタとが一体になった一体型のハイブリッドコネクタである。操舵系コネクタ１５６、２５６は、トルクセンサ９３と接続される（図１参照）。

本実施形態では、ＥＣＵ１０を軸方向に投影したとき、一方側から、パワー系接続部品１４１、２４１、車両系コネクタ１５２、２５２、操舵系コネクタ１５６、２５６、信号系接続部品１４６、２４６の順に配列されている。

カバー６０は、略有底筒状に形成され、内部に基板３１、３２およびヒートシンク８４５等を収容する。カバー６０の底部には、略矩形の孔部６１が形成される。孔部６１には、コネクタ１５２、１５６、２５２、２５６が挿通される。孔部６１は端部６１１が内側に折り曲げられている。端部６１１は、接着材等である接着部材が塗布されたコネクタユニット５０の溝部５１１に挿入される。これにより、コネクタユニット５０とカバー６０との間からの水滴や埃の侵入を防ぐことができる。

本実施形態では、車両系コネクタ１５２、２５２および操舵系コネクタ１５６、２５６の４つの間口を設けており、間口面積が大きい。そこで本実施形態では、モータシルエットから四隅が張り出す形状の拡張部材７０を設けることで、モータシルエットの外側の領域を利用可能にしている。

拡張部材７０は、基部７１、環状凸部７２、カバー挿入溝７３、および、固定部７４等を有し、樹脂等にて一体に形成される。拡張部材７０は、全体として環状に形成され、モータフレーム８４０のフレーム部８４１のＥＣＵ１０側であって、ヒートシンク８４５の径方向外側に配置される。換言すると、ヒートシンク８４５は、拡張部材７０の内周側にて、ＥＣＵ１０側に突出する。拡張部材７０の外縁の少なくとも一部は、モータシルエットよりも外側に位置している。拡張部材７０の形状に応じ、基板３１、３２やコネクタユニット５０をモータシルエットの外側まで延ばして形成可能であるので、基板の実装面積や間口面積を拡張可能である。

環状凸部７２は、基部７１のモータ８０側の面に内周面に沿って突出して設けられ、モータケース８３０の筒部８３２に挿入される。拡張部材７０のモータ８０と反対側の面には、カバー挿入溝７３が外縁に沿って形成される。カバー６０の開口側の端部は、接着材等である接着部材が塗布されたカバー挿入溝７３に挿入される。これにより、拡張部材７０とカバー６０との間からの水滴や埃等の侵入を防ぐことができる。固定部７４は、拡張部材７０の内周壁から径方向内側に突出して形成される。固定部７４には、カラーが挿入され、ねじ７９にてフレーム部８４１に固定される。

ここで、基板３１、３２に実装される電子部品の回路構成を図７に示す。本実施形態では、第１系統Ｌ１の回路構成と第２系統Ｌ２の回路構成とは同じであるので、第１系統Ｌ１について説明し、第２系統Ｌ２に係る説明を省略する。

インバータ回路１２０は、３相インバータであって、スイッチング素子１２１～１２６がブリッジ接続されている。スイッチング素子１２１～１２３は高電位側に接続され、スイッチング素子１２４～１２６は低電位側に接続される。インバータ回路１２０の高電位側はパワー配線Ｌｐを経由して電源端子ＰＩＧと接続され、低減位側はグランド配線Ｌｇを経由してグランド端子ＧＮＤと接続される。

対になるＵ相のスイッチング素子１２１、１２４の接続点は、モータリレー素子１２７を経由してＵ相コイルの一端と接続される。また、対になるＶ相のスイッチング素子１２２、１２５の接続点はモータリレー素子１２８を経由してＶ相コイルの一端と接続され、対になるＷ相のスイッチング素子１２３、１２６はモータリレー素子１２９を経由してＷ相コイルの一端と接続される。モータ巻線１８０を構成するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相コイルの他端は、結線される。

低電位側のスイッチング素子１２４、１２５、１２６の低電位側には、モータ巻線１８０の各相の電流を検出する電流検出素子であるシャント抵抗１３１、１３２、１３３が設けられている。コンデンサ１３５は、アルミ電解コンデンサであって、インバータ回路１２０と並列に接続されている。コンデンサ１３５は、電荷を蓄えることで、インバータ回路１２０への電力供給を補助する。

インバータ回路１２０には、電源リレー素子１１１、１１２を経由して電力が供給される。本実施形態では、スイッチング素子１２１～１２６、モータリレー素子１２７～１２９および電源リレー素子１１１、１１２は、いずれもＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴやサイリスタ等であってもよい。電源リレー素子１１１、１１２は、寄生ダイオードの向きが逆向きとなるように直列に接続される。これにより、バッテリが誤って逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れるのを防ぎ、ＥＣＵ１０を保護する。電源リレー素子１１１と電源端子ＰＩＧとの間には、フィルタ回路を構成するコンデンサ１１３およびチョークコイル１１４が設けられる。これにより、バッテリを共用する他の装置から伝わるノイズが低減されるとともに、駆動装置１から他の装置へ伝わるノイズが低減される。

マイコン１７０は、スイッチング素子１２１～１２６、モータリレー素子１２７～１２９および電源リレー素子１１１、１１２のオンオフ作動を制御する。マイコン１７０は、安定化用のパスコン１７２、１７３を経由してグランドと接続されている。マイコン１７０は、トルクフィルタ回路１７７を経由して、トルクセンサ９３と接続されるトルクコネクタ端子ＴＲＱと接続される。マイコン１７０は、ＣＡＮドライバ１７８を経由して、ＣＡＮＨ端子およびＣＡＮＬ端子と接続される。ＣＡＮドライバ１７８は、ＣＡＮ用ＩＣ１１７を経由して、ダイオード１１５とスイッチ電源用素子１１６との間に接続される。本実施形態では、ＣＡＮ用ＩＣ１１７は、集積回路部１７５内に設けられているが、集積回路部１７５とは別に設けてもよい。

集積回路部１７５（図中「ＡＳＩＣ」と記載）は、プリドライバ、信号増幅部、および、レギュレータ等を有する。集積回路部１７５は、負サージ保護ダイオード１１５およびスイッチ電源用素子１１６を経由し、フィルタ回路と電源リレー素子１１１との間にてパワー配線Ｌｐと接続される。スイッチ電源用素子１１６には、昇圧回路や降圧回路等を構成する部品が含まれる。図７において、範囲Ｘの部品は親基板３１に実装され、範囲Ｙの部品は子基板３２に実装される。また、範囲Ｚの部品は、基板３１、３２のどちらに実装してもよい。

基板３１、３２における素子配置を図８～図１１に示す。図８～図１１は、説明のため、いずれもコネクタユニット５０側から見たときの配置を示している。また、接続部品の端子やねじ等が挿通される孔部について、適宜対応する部材の符号を付した。図８は親基板３１のモータ８０側の面であるモータ面３１１を示しており、図９は親基板３１のコネクタユニット５０側の面であるコネクタ面３１２を示している。また、図１０は子基板３２のモータ８０側の面であるモータ面３２１を示しており、図１１は子基板３２のコネクタユニット５０側の面であるコネクタ面３２２を示している。

図８～図１１では、紙面左側に第１系統Ｌ１に係る部品が実装されており、紙面右側に第２系統Ｌ２に係る部品が実装されている。第１系統領域ＲＬ１と第２系統領域ＲＬ２とは、基板中心線Ｃにて区画されている。また、信号系接続部品１４６、２４６と接続される側の領域を制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２とし、パワー系接続部品１４１、２４１にて接続される側の領域をパワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２とし、二点鎖線で示した。図１０および図１１において、コネクタ１５２、１５６、２５２、２５６の間口投影領域を太破線で示した。

図８に示すように、親基板３１のモータ面３１１の第１系統領域ＲＬ１には、電源リレー素子１１１、１１２、スイッチング素子１２１～１２６、モータリレー素子１２７～１２９、シャント抵抗１３１～１３３、集積回路部１７５、および、パスコン１７２、１７３等が実装されている。親基板３１のモータ面３１１の第２系統領域ＲＬ２には、電源リレー素子２１１、２１２、スイッチング素子２２１～２２６、モータリレー素子２２７～２２９、シャント抵抗２３１～２３３、集積回路部２７５、および、パスコン２７２、２７３等が実装される。また、親基板３１のモータ面３１１の略中央には、モータ８０の回転角を検出する回転角センサ８５が実装されている。

モータ面３１１のパワー領域Ｒｐ１には、電源リレー素子１１１、１１２、スイッチング素子１２１～１２６、モータリレー素子１２７～１２９およびシャント抵抗１３１～１３３等が実装されている。電源リレー素子１１１、１１２は、パワー領域Ｒｐ１のパワー系接続部品１４１側であって、基板中心線Ｃ側に実装されている。第１系統領域ＲＬ１において、各相の素子は、基板中心線Ｃ側から、高電位側のスイッチング素子１２１～１２３、低電位側のスイッチング素子１２４～１２６、モータリレー素子１２７～１２９の順で配列されている。また、モータリレー素子１２７～１２９は、モータ巻線１８０が接続される箇所と隣接して配置される。ここで、間に他の素子が配置されていない状態を「隣接」とする。

モータ面３１１のパワー領域Ｒｐ２には、電源リレー素子２１１、２１２、スイッチング素子２２１～２２６、モータリレー素子２２７～２２９およびシャント抵抗２３１～２３３等が実装されている。電源リレー素子２１１、２１２は、パワー領域Ｒｐ２のパワー系接続部品２４１側であって、基板中心線Ｃ側に実装されている。第２系統領域ＲＬ２において、各相の素子は、基板中心線Ｃ側から、高電位側のスイッチング素子２２１～２２３、低電位側のスイッチング素子２２４～２２６、モータリレー素子２２７～２２９の順で配列されている。また、モータリレー素子２２７～２２９は、モータ巻線２８０が接続される箇所と隣接して配置される。

各相の素子配列は、横並びである必要はなく、配線パターンや他の部品の配置等に応じ、紙面上下方向の位置はずれていてもよい。また、シャント抵抗１３１～１３３、２３１～２３３は、対応する相の低電位側のスイッチング素子１２４～１２６、２２４～２２６と隣接して配置されている。

図９に示すように、親基板３１のコネクタ面３１２の第１系統領域ＲＬ１には、ダイオード１１５、コンデンサ１３５、スイッチ電源用素子１１６、マイコン１７０、および、トルクフィルタ回路１７７を構成するダイオード等が実装されている。コネクタ面３１２において、ダイオード１１５、２１５およびコンデンサ１３５、２３５等がパワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２に実装され、スイッチ電源用素子１１６、２１６、マイコン１７０、２７０およびトルクフィルタ回路１７７を構成するダイオード等が制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２に実装されている。

図８および図９に示すように、モータ面３１１において、パスコン１７２、１７３、２７２、２７３は、集積回路部１７５よりもパワー領域Ｒｐ側、かつ、基板中心線Ｃ側に配置されている。また、コネクタ面３１２において、マイコン１７０、２７０は、少なくとも一部のスイッチ電源用素子１１６、２１６よりもパワー領域Ｒｐ側であって、トルクフィルタ回路１７７、２７７よりも基板中心線Ｃ側に実装されている。

マイコン１７０と集積回路部１７５とは、実装領域の少なくとも一部が重複しておらず、ずらして配置されている。また、マイコン１７０の裏側となる領域には、マイコン用のパスコン１７２、１７３が実装されている。パスコン１７２はコア電源安定化用のコンデンサであり、パスコン１７３はコア電源とは電圧が異なる電源に係る電源安定化用のコンデンサである。本実施形態のマイコン１７０は、端子がパッケージの裏面に形成されており、ボールグリッドアレイ（ＢＧＡ）により親基板３１に実装されている。マイコン１７０の裏面にパスコン１７２、１７３を配置することで、マイコン１７０とパスコン１７２、１７３との間の配線長を可及的短くできるため、ノイズ耐量を確保することができる。

図１０に示すように、子基板３２のモータ面３２１の第１系統領域ＲＬ１には、コンデンサ１１３、チョークコイル１１４、トルクフィルタ回路１７７、ＣＡＮドライバ１７８、および、周辺素子１７９等が実装されている。子基板３２のモータ面３２１の第２系統領域ＲＬ２には、コンデンサ２１３、チョークコイル２１４、トルクフィルタ回路２７７、ＣＡＮドライバ２７８、および、周辺素子２７９等が実装されている。子基板３２のモータ面３２１において、コンデンサ１１３およびチョークコイル１１４等がパワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２に実装され、トルクフィルタ回路１７７、２７７、ＣＡＮドライバ１７８、２７８および周辺素子１７９、２７９等が制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２に実装されている。子基板３２のコネクタ面３２２には、電子部品は実装されていない。すなわち、親基板３１は両面実装であり、子基板３２は片面実装である。

本実施形態では、トルクフィルタ回路１７７、２７７を構成する部品のうち、トランジスタおよび一部のコンデンサを親基板３１のコネクタ面３１２、残りのコンデンサを子基板３２のモータ面３２１に分散して実装している。周辺素子１７９、２７９には、ノイズ除去のためのコンデンサ等が含まれる。

本実施形態では、親基板３１および子基板３２において、第１系統領域ＲＬ１と第２系統領域ＲＬ２とが、基板中心線Ｃにより領域が分けられており、基板中心線Ｃに対して概ね線対称に部品が配置されている。また、コネクタユニット５０において、第１系統Ｌ１に係るコネクタ１５２、１５６と第２系統Ｌ２に係るコネクタ２５２、２６２とは、軸方向に投影したとき、間口が基板中心線Ｃに対して線対称配置されている。なお、厳密な線対称に限らず、例えば配線パターンや他部材との干渉回避の都合により必要に応じて素子位置をずらしている場合も、「線対称」の概念に含めるものとする。

また、親基板３１において、第１系統領域ＲＬ１および第２系統領域ＲＬ２は、いずれもモータ８０に通電される比較的大電流のモータ電流が通電されるパワー領域Ｒｐ１、ＰＲ２と、モータ電流が通電されず、モータ電流よりも相対的に小さい制御電流が通電される制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２とが分離されている。子基板３２についても同様に、第１系統領域ＲＬ１および第２系統領域ＲＬ２は、いずれもパワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２と制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２とが分離している。それぞれの基板３１、３２において、パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２は基板中心線Ｃに対して概ね線対称となっている。同様に、それぞれの基板３１、３２において、制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２は基板中心線Ｃに対して概ね線対称となっている。

パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２はパワー系接続部品１４１、２４１側へ延びる領域であり、制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２は信号系接続部品１４６、２４６側へ延びる領域である。車両系コネクタ１５２、２５２において、パワーコネクタを構成するパワー端子１５３、２５３が接続される配線パターンは、パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２に含まれ、パワー系接続部品１４１、２４１と接続される。また、車両系コネクタ１５２、２５２において、通信コネクタを構成する通信信号端子１５４、２５４が接続される配線パターンは、制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２に含まれ、信号系接続部品１４６、２４６と接続される。操舵系コネクタ１５６、２５６において、信号端子１５７、２５７と接続される配線パターンは、制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２に含まれ、信号系接続部品１４６、２４６と接続される。

すなわち、車両系コネクタ１５２、２５２は、パワーコネクタと通信コネクタとで間口が一体となっているハイブリッドコネクタであるが、子基板３２においては、パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２と制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２とに分離されている。また、操舵系コネクタ１５６、２５６は、通信コネクタとは間口が別となっているが、基板３１、３２間の接続には、共通の信号系接続部品１４６、２４６を用いている。

ＣＡＮドライバ１７８、２７８およびＣＡＮドライバ周辺素子１７９、２７９は、通信信号端子１５４、２５４に可及的近接させるとともに、通信信号端子１５４、２５４に沿うように配列される。換言すると、通信信号端子１５４、２５４と、ＣＡＮドライバ１７８、２７８およびＣＡＮドライバ周辺素子１７９、２７９との間に、他の電子部品が実装されていない。これにより、ノイズ等の影響を低減し、適切に通信を行うことができる。

以上説明したように、本実施形態の駆動装置１は、モータ８０と、ＥＣＵ１０とを備える。モータ８０は、第１モータ巻線１８０および第２モータ巻線２８０を有する。ＥＣＵ１０は、コネクタユニット５０、親基板３１、子基板３２、および、接続部品１４１、１４６、２４１、２４６を有し、モータ８０の軸方向の一方側に設けられる。

コネクタユニット５０は、外部との接続に用いられるコネクタ１５２、１５６、２５２、２５６を有する。親基板３１は、モータフレーム４０に固定される。子基板３２は、コネクタユニット５０に固定される。接続部品１４１、１４６、２４１、２４６は、親基板３１と子基板３２とを接続する。

親基板３１および子基板３２は、第１モータ巻線１８０の通電制御に係る電子部品が実装される第１系統領域ＲＬ１と、第２モータ巻線２８０の通電制御に係る電子部品が実装される第２系統領域ＲＬ２とが、基板中心線Ｃにて分離されている。また、第１系統領域ＲＬ１および第２系統領域ＲＬ２において、モータ８０に通電されるモータ電流が流れる領域であるパワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２と、モータ電流より相対的に小さい制御電流が流れる領域である制御領域Ｒｃ１、Ｒｐ２とが、分離されている。

ここで、パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２と制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２とは直線的に分離されている必要はなく、基板３１、３２において、パワー部品を集約して実装されている領域とパワー領域Ｒｐとし、パワー領域Ｒｐとは異なる箇所に制御部品を集約して実装されている領域を制御領域Ｒｃとすることで、領域が分離されていればよい。なお、図示は省略しているが、パワー領域Ｒｐ１、Ｒｐ２をまとめてパワー領域Ｒｐ、制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２をまとめて制御領域Ｒｃと捉えてもよい。

本実施形態では、基板を親基板３１と子基板３２の２枚とすることで、実装面積を確保することができる。また、親基板３１および子基板３２のそれぞれにおいて、第１系統領域ＲＬ１と第２系統領域ＲＬ２とを分けるとともに、パワー領域Ｒｐと制御領域Ｒｃとを分けることで、部品を適切に配置することができる。また、各素子を配線長が可及的短くなるように配置することで、電圧ドロップしにくくし、ノイズ耐量を確保可能である。

コネクタには、電源と接続されるパワーコネクタ、車両通信網９９と接続される通信コネクタ、および、トルクセンサ９３と接続される操舵系コネクタ１５６、２５６が含まれる。本実施形態では、パワーコネクタおよび通信コネクタが一体化された車両系コネクタ１５２、２５２となっている。子基板３２には、通信に係る通信素子であるＣＡＮドライバ１７８、２７８が、通信コネクタを構成する通信信号端子１５４、２５４と隣接して実装されている。これにより、車両通信網９９と適切に通信を行うことができる。特に、車両通信網９９がＣＡＮである際に有効である。

接続部品には、第１パワー系接続部品１４１、第２パワー系接続部品２４１、第１信号系接続部品１４６、および、第２信号系接続部品２４６が含まれる。第１パワー系接続部品１４１は、第１系統領域ＲＬ１において、親基板３１のパワー領域Ｒｐ１と、子基板３２のパワー領域Ｒｐ１とを接続する。第２パワー系接続部品２４１は、第２系統領域ＲＬ２において、親基板３１のパワー領域Ｒｐ２と、子基板３２のパワー領域Ｒｐ２とを接続する。第１信号系接続部品１４６は、第１系統領域ＲＬ１において、親基板３１の制御領域Ｒｃ１と、子基板３２の制御領域Ｒｃ１とを接続する。第２信号系接続部品２４６は、第２系統領域ＲＬ２において、親基板３１の制御領域Ｒｃ２と、子基板３２の制御領域Ｒｃ２とを接続する。

第１パワー系接続部品１４１と第２パワー系接続部品２４１とは、基板中心線Ｃに対して線対称に設けられる。第１信号系接続部品１４６と第２信号系接続部品２４６とは、基板中心線Ｃに対して線対称に設けられる。これにより、基板３１、３２のパワー領域Ｒｐおよび制御領域Ｒｃを適切に接続することができる。

親基板３１の一方の面（本実施形態ではコネクタ面３１２）の制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２には、マイコン１７０、２７０が実装されている。また、親基板３１の他方の面（本実施形態ではモータ面３１１）の制御領域Ｒｃ１、Ｒｃ２であって、マイコン１７０、２７０の裏側には、パスコン１７２、１７３、２７２、２７３が実装されている。本実施形態では、マイコン１７０、２７０と集積回路部１７５、２７５とをずらして配置することで、マイコン１７０、２７０の裏側にスペースを確保している。また本実施形態のマイコン１７０、２７０はボールグリッドアレイにより親基板３１に実装されており、裏面にノイズ除去用のパスコン１７２、１７３、２７２、２７３を実装することで、配線長を可及的短くすることができる。これにより、ノイズ耐量を確保することができる。

実施形態において、ＥＣＵ１０が「制御ユニット」、モータフレーム８４０が「モータハウジング」、パワー系接続部品１４１、２４１および信号系接続部品１４６、２４６が「接続部品」、車両系コネクタ１５２、２５２が「パワーコネクタ」および「通信コネクタ」、トルクセンサ９３が「センサ」、操舵系コネクタ１５６、２５６が「センサコネクタ」、車両通信網９９が「通信網」、ＣＡＮドライバ１７８、２７８が「通信素子」、マイコン１７０、２７０が「制御回路部品」、パスコン１７２、１７３、２７２、２７３が「コンデンサ」に対応する。

また、親基板３１が「メイン基板」、子基板３２が「サブ基板」に対応する。ここで、２枚の基板を区別すべく、便宜上「メイン」、「サブ」としているが、必ずしも、機能的にメイン、サブの関係でなくてもよい。

（他の実施形態）
上記実施形態では、車両電源およびグランドと接続されるパワーコネクタと、車両通信網と接続される通信コネクタとが一体となっている。他の実施形態では、パワーコネクタと通信コネクタとを別体としてもよい。また、コネクタの種類や数は任意に設定可能であって、間口をそれぞれ別々に設けてもよいし、任意の組み合わせで設けてもよい。また、上記実施形態では、コネクタ間口を系統毎に分けて設けている。他の実施形態では、コネクタ間口を系統で分けず、２系統にて１つの間口を共用するようにしてもよい。

上記実施形態では、拡張部材を設けることで、制御ユニットがモータシルエットの外側まで延びて形成されている。他の実施形態では、拡張部材を省略し、制御ユニットがモータシルエットに収まっていてもよい。

上記実施形態では、操舵装置は電動パワーステアリング装置である。他の実施形態では、操舵装置は、ステアバイワイヤ装置であってもよく、駆動装置は、車輪を転舵させる転舵装置として用いてもよいし、ハンドルに反力を付与する反力装置として用いてもよい。また、駆動装置を操舵装置以外の装置に適用してもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１・・・駆動装置 １０・・・ＥＣＵ（制御ユニット）
３１・・・親基板（メイン基板） ３２・・・子基板（サブ基板）
１４１、２４１・・・パワー系接続部品（接続部品）
１４６、２４６・・・信号系接続部品（接続部品）
５０・・・コネクタユニット
１５２、２５２・・・車両系コネクタ（パワーコネクタ、通信コネクタ）
１５６、２５６・・・操舵系コネクタ（センサコネクタ）
８０・・・モータ
８４０・・・モータフレーム（モータハウジング）

Claims (4)

1. 第１モータ巻線（１８０）および第２モータ巻線（２８０）を有するモータ（８０）と、
   外部との接続に用いられるコネクタ（１５２、１５６、２５２、２５６）を有するコネクタユニット（５０）、モータハウジング（８４０）に固定されるメイン基板（３１）、前記コネクタユニットに固定されるサブ基板（３２）、および、前記メイン基板と前記サブ基板とを接続する接続部品（１４１、１４６、２４１、２４６）を有し、前記モータの軸方向の一方側に設けられる制御ユニット（１０）と、
   を備え、
   前記メイン基板および前記サブ基板は、
   前記第１モータ巻線の通電制御に係る電子部品が実装される第１系統領域と、前記第２モータ巻線の通電制御に係る電子部品が実装される第２系統領域とが、基板中心線にて分離されており、
   前記第１系統領域および前記第２系統領域において、前記モータに通電されるモータ電流が流れる領域であるパワー領域と、前記モータ電流より相対的に小さい制御電流が流れる領域である制御領域とが分離されている駆動装置。
2. 前記コネクタには、電源と接続されるパワーコネクタ（１５２、２５２）、通信網（９９）と接続される通信コネクタ（１５２、２５２）、および、センサ（９３）と接続されるセンサコネクタ（１５６、２５６）が含まれ、
   前記サブ基板には、通信に係る通信素子（１７８、２７８）が前記通信コネクタに設けられる通信信号端子（１５４、２５４）と隣接して実装されている請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記接続部品には、
   前記第１系統領域において、前記メイン基板の前記パワー領域と前記サブ基板の前記パワー領域とを接続する第１パワー系接続部品（１４１）、
   前記第２系統領域において、前記メイン基板の前記パワー領域と前記サブ基板の前記パワー領域とを接続する第２パワー系接続部品（２４１）、
   前記第１系統領域において、前記メイン基板の前記制御領域と前記サブ基板の前記制御領域とを接続する第１信号系接続部品（１４６）、および、
   前記第２系統領域において、前記メイン基板の前記制御領域と前記サブ基板の前記制御領域とを接続する第２信号系接続部品（２４６）を含み、
   前記第１パワー系接続部品と前記第２パワー系接続部品とは、前記基板中心線に対して線対称に配置され、
   前記第１信号系接続部品と前記第２信号系接続部品とは、前記基板中心線に対して線対称に配置される請求項１または２に記載の駆動装置。
4. 前記メイン基板の一方の面の前記制御領域には、制御回路部品（１７０、２７０）が前記制御領域に実装され、
   前記メイン基板の他方の面の前記制御領域であって、前記制御回路部品の裏側には、コンデンサ（１７２、１７３、２７２、２７３）が実装されている請求項１～３のいずれか一項に記載の駆動装置。

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