JP2022183822A - 駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の小信号回路の電源供給の冗長性を確保しつつノイズ耐性の低下を抑制することが可能な駆動制御装置を提供する。【解決手段】冗長性を有するように外部電源に接続された給電用端子子と、該給電用端子に入力された小信号電源が第１の電源配線及び第１の接地配線とによって給電される複数の小信号回路と、第２の電源配線及び第２の接地配線によって駆動電源が給電され、当該駆動電源に基づいて所定の駆動信号を生成する駆動回路と、第１の接地配線と第２の接地配線と接続するコンデンサとを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動制御装置に関する。

下記特許文献１の請求項１には、「制御回路を構成する電気部品が搭載された回路基板を備え、センサからの信号を受信して制御対象を制御する制御装置であって、前記回路基板は、複数のグランドパターンを有し、前記複数のグランドパターンは、前記回路基板の外周の少なくとも一部に沿って形成された少なくとも一つの外縁部グランドパターンを含み、当該外縁部グランドパターンは、他の前記複数のグランドパターンを、前記回路基板の外周の前記少なくとも一部に沿って囲うように構成されており、前記外縁部グランドパターンを除く前記各グランドパターンは、それぞれ一部分において、前記外縁部グランドパターンに対し直接に、又は他の前記グランドパターンを介して間接に、抵抗器を介さず直流的に接続されていると共に、当該直流的に接続されている部分以外の部分において、少なくとも一つのコンデンサを介して前記外縁部グランドパターンに対し直接に、又は他の前記グランドパターンを介して間接に、交流的に接続されている、制御装置」が記載されている。

また、特許文献１の段落００４５には、「本制御装置１０の回路基板１００は、外縁部グランドパターンであるＰＧ１７２が回路基板１００の外周部に沿って形成され、ＬＧ１７０がＰＧ１７２に対し回路基板１００の内側（中央寄り）に形成されており、かつ、ＰＧ１７２とＬＧ１７０とがコンデンサ２００ａ～ｄにより交流的に接続されている。すなわち、ＰＧ１７２とＬＧ１７０とは、上述のようにＧＮＤ接続パターン１７４により直流的に接続される一方、コンデンサ２００ａ～ｄを介して交流的にも接続され、各接続部の近傍において、高周波に対し互いに低インピーダンスで結合された状態となっている」と記載されている。

特許第５７４０４２７号公報

ところで、上記背景技術のように比較的大きな振幅の信号を扱う大信号回路と比較的小さな振幅の信号を扱う小信号回路とで電源パターン及びグランドパターン（接地パターン）を個別に設けることにより大信号回路と小信号回路との相互干渉を抑制することは回路の実装技術として一般的に行われている手法であるが、電源の給電先である小信号回路が複数ある場合において電源供給の冗長性を確保するためには、電源パターン及び接地パターンを小信号回路毎に複数設ける必要がある。

しかしながら、小信号回路毎に電源パターン及び接地パターンを複数設ける場合、各々の電源パターン及び接地パターンのパターン幅を狭くせざるを得ず、つまり電源パターン及び接地パターン等の電力供給路の太さを細くせざるを得ないため、電力供給路のインピーダンスが増大する。この結果として、小信号回路小信号回路がノイズの影響を受け易くなるという問題が生じる。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、複数の小信号回路の電源供給の冗長性を確保しつつノイズ耐性の低下を抑制することが可能な駆動制御装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明では、駆動制御装置に係る第１の解決手段として、冗長性を有するように外部電源に接続された給電用端子と、該給電用端子に入力された小信号電源が第１の電源配線及び第１の接地配線とによって給電される複数の小信号回路と、第２の電源配線及び第２の接地配線によって駆動電源が給電され、当該駆動電源に基づいて所定の駆動信号を生成する駆動回路と、前記第１の接地配線と前記第２の接地配線と接続するコンデンサとを備える、という手段を採用する。

本発明では、駆動制御装置に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、前記コンデンサは、前記複数の小信号回路に対応して複数設けられた前記第２の接地配線毎に設けられている、という手段を採用する。

本発明では、駆動制御装置に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記小信号回路は、三相インバータの出力電流を検出する電流センサであり、前記駆動回路は、前記三相インバータを制御するゲート信号を生成するゲートドライバである、という手段を採用する。

本発明では、駆動制御装置に係る第４の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、前記小信号回路は、走行モータを駆動する駆動用三相インバータの出力電流を各々検出する３つの走行電流センサと、発電機から入力された三相交流電力を直流電力に変換する発電用三相インバータの入力電流を各々検出する３つの発電電流センサと、電池と前記駆動用三相インバータ及び前記発電用三相インバータとの間に設けられ、前記電池から入力された直流電力を昇圧して前記駆動用三相インバータに出力する一方、前記駆動用三相インバータあるいは／及び前記発電用三相インバータから入力された直流電力を降圧して前記電池に出力する昇降圧コンバータのリアクトル電流を検出するリアクトル電流センサとであり、前記駆動回路は、前記発電用三相インバータ、前記発電用三相インバータ及び前記昇降圧コンバータを制御するゲート信号を生成するゲートドライバである、という手段を採用する。

本発明では、駆動制御装置に係る第５の解決手段として、上記第４の解決手段において、前記給電用端子は、少なくとも前記３つの駆動用電流センサに冗長性を具備した状態で前記小信号電源が給電されるように構成されている、という手段を採用する。

本発明によれば、複数の小信号回路の電源供給の冗長性を確保しつつノイズ耐性の低下を抑制することが可能な駆動制御装置を提供することが可能である。

本発明の一実施形態に係る駆動制御装置の全体構成を示すブロックである。 本発明の一実施形態に係る駆動制御装置の給電系統を示すブロックである。 本発明の一実施形態に係る駆動制御装置におけるＧＤ基板の給電回路を示す回路図である。 本発明の一実施形態に係る駆動制御装置における電源供給冗長性を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る駆動制御装置におけるノイズの通過経路を示すブロック図である。 本発明の一実施形態の変形例に係る駆動制御装置の電源供給系統を示すブロック図である。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
本実施形態に係る駆動制御装置Ａは、図示するようにＰＣＵ１（パワーコントロールユニット）を駆動制御する駆動制御回路であり、ＥＣＵ２及びゲートドライバ３を備えている。

ＰＣＵ１は、３つの電力変換回路の集合体であり、より具体的には昇降圧コンバータ１ａ、走行用インバータ１ｂ及び発電用インバータ１ｃを備えている。昇降圧コンバータ１ａは、リアクトル、複数のスイッチングトランジスタ及び平滑コンデンサを備え、リチウムイオン電池等の組電池から一次側に供給された直流電力を昇圧して二次側の走行用インバータ１ｂに供給する一方、二次側の走行用インバータ１ｂあるいは／及び発電用インバータ１ｃから入力される直流電力（回生電力あるいは／及び発電電力）を降圧して一次側の組電池に供給する。

走行用インバータ１ｂは、複数のスイッチングトランジスタを備え、昇降圧コンバータ１ａから入力される直流電力を三相交流電力に変換して走行モータに駆動信号として供給する一方、走行モータから入力される回生電力（三相交流電力）を直流電力に変換して昇降圧コンバータ１ａ二次側に供給する三相インバータである。なお、上記走行モータは、走行用の回転動力を発生させて電動車両の車輪に供給する三相同期モータである。

発電用インバータ１ｃは、複数のスイッチングトランジスタを備え、電動車両に付帯的に設けられた発電機の発電電力（三相交流電力）を直中電力に変換して昇降圧コンバータ１ａ二次側に供給する三相インバータである。すなわち、ＰＣＵ１は、走行モータ及び発電機と組電池との間に設けられた電力変換回路であり、走行モータ及び発電機と組電池との間において電力を双方向に通電させる。

詳細については後述するが、このような昇降圧コンバータ１ａ、走行用インバータ１ｂ及び発電用インバータ１ｃには、動作状態を示す状態量を検出する各種センサが設けられている。例えば、昇降圧コンバータ１ａには一次電圧を検出する一次電圧センサ、二次電圧を検出する二次電圧センサ、また一次側と二次側との間に通電するリアクトル電流を検出するリアクトル電流センサが設けられている。

走行用インバータ１ｂには、走行モータとの間に通電する三相走行電流つまりＵ相走行電流、Ｖ相走行電流及びＷ相走行電流を各々検出する３つの電流センサ（Ｕ相走行電流センサ、Ｖ相走行電流センサ及びＷ相走行電流センサ）が設けられている。また、発電用インバータ１ｃには、発電機との間に通電する三相発電電流つまりＵ相発電電流、Ｖ相発電電流及びＷ相発電電流を各々検出する３つの電流センサ（Ｕ相発電電流センサ、Ｖ相発電電流センサ及びＷ相発電電流センサ）が設けられている。

ＥＣＵ２は、ＥＣＵ基板Ｂ１（プリント回路基板）に実装された制御回路でり、ゲートドライバ３を制御する。すなわち、このＥＣＵ２は、昇降圧コンバータ１ａ、走行用インバータ１ｂ及び発電用インバータ１ｃの動作状態を示す検出信号に基づいてゲートドライバ３に供給する駆動制御指令を生成するフィードバック制御回路である。

上記検出信号は、上述した各種センサの出力信号である。すなわち、ＥＣＵ２は、一次電圧信号、二次電圧信号、リアクトル電流信号、Ｕ相走行電流信号、Ｖ相走行電流信号、Ｗ相走行電流信号、Ｕ相発電電流信号、Ｖ相発電電流信号及びＷ相発電電流信号、また上位制御装置から入力される制御指令等を予め記憶した走行制御プログラムで情報処理することにより駆動制御指令を生成するソフトウエア制御回路である。

ゲートドライバ３は、ＧＤ基板Ｂ２（プリント回路基板）に実装された駆動回路である。このゲートドライバ３は、昇降圧駆動ＩＣ３ａ、走行駆動ＩＣ３ｂ及び発電駆動ＩＣ３ｃを備えている。昇降圧駆動ＩＣ３ａは、昇降圧コンバータ１ａの各スイッチングトランジスタをＯＮ／ＯＦＦ駆動する複数のゲート信号を生成して昇降圧コンバータ１ａに出力する。

走行駆動ＩＣ３ｂは、走行用インバータ１ｂの各スイッチングトランジスタをＯＮ／ＯＦＦ駆動する複数のゲート信号を生成して走行用インバータ１ｂに出力する。発電駆動ＩＣ３ｃは、発電用インバータ１ｃの各スイッチングトランジスタをＯＮ／ＯＦＦ駆動する複数のゲート信号を生成して発電用インバータ１ｃに出力する。

このようなゲートドライバ３が生成する各ゲート信号は、ＥＣＵ２から入力される駆動制御指令に基づいて昇降圧コンバータ１ａの各スイッチングトランジスタ、走行用インバータ１ｂの各スイッチングトランジスタ及び発電用インバータ１ｃの各スイッチングトランジスタにおけるＯＮ／ＯＦＦ動作のデューティ比を設定するＰＷＭ信号である。

ここで、ゲートドライバ３は、比較的大きな振幅の信号である各種ゲート信号を生成する回路であり、よって大信号回路と言えるものである。これに対して、上述した各種センサは、比較的小さな振幅の信号である検出信号をＥＣＵ２に供給する電子部品であり、ＥＣＵ２と共に小信号回路と言えるものである。

続いて、このような駆動制御装置Ａの給電系統について図２を参照して説明する。
この図２に示すように、この駆動制御装置Ａでは、ＥＣＵ基板Ｂ１からＧＤ基板Ｂ２に小信号電源ＳＶＣＣと駆動電源ＩＧＡが給電される。小信号電源ＳＶＣＣは、小信号回路用（例えば電流センサ用）の電源であり、駆動電源ＩＧＡは、駆動回路用つまり昇降圧駆動ＩＣ３ａ、走行駆動ＩＣ３ｂ及び発電駆動ＩＣ３ｃの電源である。

ＥＣＵ基板Ｂ１とＧＤ基板Ｂ２とは並行対峙した状態で筐体（図示略）に収容されており、ＢtoＢコネクタＢ３によって相互接続されている。ＥＣＵ基板Ｂ１には、システム電源１１とトラッカＩＣ１２とが実装されており、システム電源１１は、小信号電源ＳＶＣＣ及び駆動電源及びＩＧＡを生成する。このシステム電源１１は、本発明の外部電源に相当する。トラッカＩＣ１２は、小信号電源ＳＶＣＣの給電を中継する電源回路である。

また、上述したＰＣＵ１の各種センサのうち、７つの電流センサつまりＵ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０は、図示するようにゲートドライバ３と同様にＧＤ基板Ｂ２に実装されている。これら７つの電流センサには、ＢtoＢコネクタＢ３を介してＥＣＵ基板Ｂ１から小信号電源ＳＶＣＣが給電されている。

ここで、ＧＤ基板Ｂ２には、ＢtoＢコネクタＢ３の端子構成に対応すると共に上記７つの電流センサに小信号電源ＳＶＣＣを給電するための給電用端子Ｔが備えられている。ＢtoＢコネクタＢ３及び給電用端子Ｔは、７つの電流センサに冗長性を具備した状態で小信号電源ＳＶＣＣが給電されるよう各電流センサ毎に電源端子とＧＮＤ端子（接地端子）とを備えている。

すなわち、ＢtoＢコネクタＢ３とＧＤ基板Ｂ２の給電用端子Ｔとは、冗長性を有するようにＥＣＵ基板Ｂ１のシステム電源１１（外部電源）に接続されており、各々に合計７個の電源端子と合計７個のＧＮＤ端子（接地端子）を備えている。小信号電源ＳＶＣＣは、このようなＢtoＢコネクタＢ３及び給電用端子Ｔを介して、ＥＣＵ基板Ｂ１からＧＤ基板Ｂ２に冗長性を有した状態で給電される。

また、Ｕ相走行電流センサ４は、走行用インバータ１ｂの出力電流である三相交流電流のうち、Ｕ相電流を検出する電流センサであり、Ｕ相電流の大きさを示すＵ相走行電流信号（小信号）を出力する。Ｖ相走行電流センサ５は、走行用インバータ１ｂの出力電流である三相交流電流のうち、Ｖ相電流を検出する電流センサであり、Ｖ相電流の大きさを示すＶ相走行電流信号（小信号）を出力する。

Ｗ相走行電流センサ６は、走行用インバータ１ｂの出力電流である三相交流電流のうち、Ｗ相電流を検出する電流センサであり、Ｗ相電流の大きさを示すＷ相走行電流信号（小信号）を出力する。Ｕ相発電電流センサ７は、発電用インバータ１ｃの入力電流である三相交流電流のうち、Ｕ相電流を検出する電流センサであり、Ｕ相電流の大きさを示すＵ相発電電流信号（小信号）を出力する。

Ｖ相発電電流センサ８は、発電用インバータ１ｃの入力電流である三相交流電流のうち、Ｖ相電流を検出する電流センサであり、Ｖ相電流の大きさを示すＶ相発電電流信号（小信号）を出力する。Ｗ相発電電流センサ９は、発電用インバータ１ｃの入力電流である三相交流電流のうち、Ｗ相電流を検出する電流センサであり、Ｗ相電流の大きさを示すＷ相発電電流信号（小信号）を出力する。

リアクトル電流センサ１０は、昇降圧コンバータ１ａのリアクトルに流れる電流（リアクトル電流）を検出する電流センサであり、当該リアクトル電流の大きさを示すリアクトル電流信号（小信号）を出力する。

このような７つの電流センサに関する小信号電源ＳＶＣＣの給電系統に対して、同じくＧＤ基板Ｂ２に実装されたゲートドライバ３には、システム電源１１で別途生成された駆動電源ＩＧＡがＢtoＢコネクタＢ３を介して給電されている。この駆動電源ＩＧＡは、上述した小信号電源ＳＶＣＣとは別の電源であり、駆動回路であるゲートドライバ３の専用電源である。

図３は、ＧＤ基板Ｂ２における小信号電源ＳＶＣＣの給電回路を示している。ＧＤ基板Ｂ２には、小信号電源ＳＶＣＣを各電流センサに個別に給電するようにＵ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０毎に小信号電源パターンＰ_４Ｓ、Ｐ_５Ｓ、Ｐ_６Ｓ、Ｐ_７Ｓ、Ｐ_８Ｓ、Ｐ_９Ｓ、Ｐ_１０Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇが形成されている。

なお、これら小信号電源パターンＰ_４Ｓ、Ｐ_５Ｓ、Ｐ_６Ｓ、Ｐ_７Ｓ、Ｐ_８Ｓ、Ｐ_９Ｓ、Ｐ_１０Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇのうち、小信号電源パターンＰ_４Ｓ、Ｐ_５Ｓ、Ｐ_６Ｓ、Ｐ_７Ｓ、Ｐ_８Ｓ、Ｐ_９Ｓ、Ｐ_１０Ｓは本発明における第１の電源配線に相当し、また小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇは本発明における第１の接地配線に相当する。

これら小信号電源パターンＰ_４Ｓ、Ｐ_５Ｓ、Ｐ_６Ｓ、Ｐ_７Ｓ、Ｐ_８Ｓ、Ｐ_９Ｓ、Ｐ_１０Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇのうち、小信号電源パターンＰ_４Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇは、Ｕ相走行電流センサ４に小信号電源ＳＶＣＣを給電し、小信号電源パターンＰ_５Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_５Ｇは、Ｖ相走行電流センサ５に小信号電源ＳＶＣＣを給電し、小信号電源パターンＰ_６Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_６Ｇは、Ｗ相走行電流センサ６に小信号電源ＳＶＣＣを給電する。

また、小信号電源パターンＰ_７Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_７Ｇは、Ｕ相発電電流センサ７に小信号電源ＳＶＣＣを給電し、小信号電源パターンＰ_８Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_８Ｇは、Ｖ相発電電流センサ８に小信号電源ＳＶＣＣを給電し、小信号電源パターンＰ_９Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_９Ｇは、Ｗ相発電電流センサ９に小信号電源ＳＶＣＣを給電する。さらに、小信号電源パターンＰ_１０Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_１０Ｇは、昇降圧コンバータ１ａのリアクトル電流センサ１０に小信号電源ＳＶＣＣを給電する。

このような小信号電源パターンＰ_４Ｓ、Ｐ_５Ｓ、Ｐ_６Ｓ、Ｐ_７Ｓ、Ｐ_８Ｓ、Ｐ_９Ｓ、Ｐ_１０Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇのうち、小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇと駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）との間には、コンデンサＣ_４～Ｃ_１０が各々設けられている。

すなわち、コンデンサＣ_４は、一端が小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇに接続され、他端が駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）に接続されている。コンデンサＣ_５は、一端が小信号ＧＮＤパターンＰ_５Ｇに接続され、他端が駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）に接続されている。コンデンサＣ_６は、一端が小信号ＧＮＤパターンＰ_６Ｇに接続され、他端が駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）に接続されている。

また、コンデンサＣ_７は、一端が小信号ＧＮＤパターンＰ_７Ｇに接続され、他端が駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）に接続されている。コンデンサＣ_８は、一端が小信号ＧＮＤパターンＰ_８Ｇに接続され、他端が駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）に接続されている。

コンデンサＣ_９は、一端が小信号ＧＮＤパターンＰ_９Ｇに接続され、他端が駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）に接続されている。コンデンサＣ_１０は、一端が小信号ＧＮＤパターンＰ_１０Ｇに接続され、他端が駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）に接続されている。

また、小信号電源パターンＰ_４Ｓ、Ｐ_５Ｓ、Ｐ_６Ｓ、Ｐ_７Ｓ、Ｐ_８Ｓ、Ｐ_９Ｓ、Ｐ_１０Ｓと小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇとの間には、各々にコンデンサＣ_４ｂ～Ｃ_１０ｂが設けられている。これらコンデンサＣ_４ｂ～Ｃ_１０ｂは、Ｕ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０に対して並列に各々接続されたバイパスコンデンサである。

すなわち、コンデンサＣ_４ｂは、一端が小信号電源パターンＰ_４Ｓに接続され、他端が小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇに接続されている。コンデンサＣ_５ｂは、一端が小信号電源パターンＰ_５Ｓに接続され、他端が小信号ＧＮＤパターンＰ_５Ｇに接続されている。コンデンサＣ_６ｂは、一端が小信号電源パターンＰ_６Ｓに接続され、他端が小信号ＧＮＤパターンＰ_６Ｇに接続されている。

コンデンサＣ_７ｂは、一端が小信号電源パターンＰ_７Ｓに接続され、他端が小信号ＧＮＤパターンＰ_７Ｇに接続されている。コンデンサＣ_８ｂは、一端が小信号電源パターンＰ_８Ｓに接続され、他端が小信号ＧＮＤパターンＰ_８Ｇに接続されている。コンデンサＣ_９ｂは、一端が信号電源パターンＰ_９Ｓに接続され、他端が小信号ＧＮＤパターンＰ_９Ｇに接続されている。コンデンサＣ_１０ｂは、一端が信号電源パターンＰ_１０Ｓに接続され、他端が小信号ＧＮＤパターンＰ_１０Ｇに接続されている。

これらコンデンサＣ_４～Ｃ_１０、Ｃ_４ｂ～Ｃ_１０ｂは、電源ノイズのＵ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０への影響を軽減するための回路素子である。

すなわち、コンデンサＣ_４～Ｃ_１０は、小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇのインピーダンスを低下させることにより、小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇの電圧変動に起因する電流検出信号の変動を軽減する。

一方、コンデンサＣ_４ｂ～Ｃ_１０ｂは、電源ノイズのＵ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０への流入を抑制することにより、電源ノイズに起因する電流検出信号の変動を軽減する。

また、ＧＤ基板Ｂ２には、上述した小信号電源パターンＰ_４Ｓ、Ｐ_５Ｓ、Ｐ_６Ｓ、Ｐ_７Ｓ、Ｐ_８Ｓ、Ｐ_９Ｓ、Ｐ_１０Ｓ及び小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇとは別に、駆動電源パターンＰ_ａＳ、Ｐ_ｂＳ、Ｐ_ｃＳ及び駆動ＧＮＤパターンＰ_ａＧ、Ｐ_ｂＧ、Ｐ_ｃＧが形成されている。

なお、これら駆動電源パターンＰ_ａＳ、Ｐ_ｂＳ、Ｐ_ｃＳ及び駆動ＧＮＤパターンＰ_ａＧ、Ｐ_ｂＧ、Ｐ_ｃＧのうち、駆動電源パターンＰ_ａＳ、Ｐ_ｂＳ、Ｐ_ｃＳは本発明における第２の電源配線に相当し、駆動ＧＮＤパターンＰ_ａＧ、Ｐ_ｂＧ、Ｐ_ｃＧは本発明における第２の接地配線に相当する。

ゲートドライバ３には、駆動電源パターンＰ_ａＳ、Ｐ_ｂＳ、Ｐ_ｃＳ及び駆動ＧＮＤパターンＰ_ａＧ、Ｐ_ｂＧ、Ｐ_ｃＧを介して駆動電源ＩＧＡが給電されている。なお、図示するように、ＧＤ基板Ｂ２には、上述した一次電圧センサ及び二次電圧センサ用にも電源パターン及びＧＮＤパターンが個別に設けられている。

次に、本実施形態に係る駆動制御装置Ａの作用効果について、図４及び図５をも参照して詳しく説明する。

最初に、この駆動制御装置Ａでは、図２に示しているように、ＥＣＵ基板Ｂ１からＧＤ基板Ｂ２のＵ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０に小信号電源ＳＶＣＣが個別に給電されているので、各電流センサの電源供給における冗長性を確保することが可能である。

例えば、コネクタ１３の接触不良等によりＵ相走行電流センサ４への給電不良が発生した場合に、他のＶ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０には小信号電源ＳＶＣＣが正常に給電される。

すなわち、この駆動制御装置Ａによれば、７個の電流センサのいずれかに給電不良が発生しても、当該給電不良の電流センサ以外の電流センサを健全に動作させることが可能である。この結果、複数の電流センサ（小信号回路）の電源供給における冗長性を確保することが可能である。

また、この駆動制御装置Ａでは、図３に示しているように、小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇと駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）との間にコンデンサＣ_４～Ｃ_１０が各々設けられているので、各々の小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇとのインピーダンスを低減することが可能である。

すなわち、この駆動制御装置Ａによれば、小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇの電圧変動に起因する電流検出信号の変動を軽減することが可能、つまり小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇとのインピーダンスの上昇に起因するＵ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０のノイズ耐性の低下を抑制することが可能である。

したがって、本実施形態によれば、複数の電流センサ（小信号回路）の電源供給における冗長性を確保しつつ、複数の電流センサ（小信号回路）におけるノイズ耐性の低下を抑制することが可能な駆動制御装置Ａを提供することが可能である。

また、この駆動制御装置Ａによれば、小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇと駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）との間、つまり小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇと駆動信号ＧＮＤパターンＰ_ａＧ、Ｐ_ｂＧ、Ｐ_ｃＧとの間にコンデンサＣ_４～Ｃ_１０を各々設けられているので、Ｕ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０の全てについて、ノイズ耐性の低下を抑制することが可能である。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、ＰＣＵ１を駆動制御する駆動制御装置Ａに本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、第１の電源配線及び第１の接地配線によって駆動電源が給電され、当該駆動電源に基づいて所定の駆動信号を生成する駆動回路と、第２の電源配線及び第２の接地配線によって小信号電源が給電され、当該小信号電源に基づいて上記駆動回路を制御するための制御用信号を生成する小信号回路とを備えるものであれば、如何なる回路にも適用可能である。

（２）上記実施形態では、複数の電流センサ（小信号回路）に対する小信号電源ＳＶＣＣの給電に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、小信号電源ＳＶＣＣの給電先である小信号回路は、複数の電流センサつまりＵ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０に限定されない。

（３）上記実施形態では、ＧＤ基板Ｂ２における複数の小信号回路、つまりＵ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０の各々に個別に小信号電源ＳＶＣＣを給電したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、図６に示すようなＵ相走行電流センサ４、Ｖ相走行電流センサ５、Ｗ相走行電流センサ６、Ｕ相発電電流センサ７、Ｖ相発電電流センサ８、Ｗ相発電電流センサ９及びリアクトル電流センサ１０への給電系統が考えられる。

例えば、図６（ａ）に示す結線方法では、ＥＣＵ基板Ｂ１から４つの電流センサ４～６、１０に個別に小信号電源ＳＶＣＣを給電し、残りの３つの電流センサ７～９については、ＥＣＵ基板Ｂ１から小信号電源ＳＶＣＣを給電するのではなく、ＧＤ基板Ｂ２内でコネクタ２３と４つの電流センサ４～６、１０との間の電源パターン及びＧＮＤパターンを分岐させることにより小信号電源ＳＶＣＣを給電するものである。

上記電源パターン及びＧＮＤパターンの分岐態様は、図示するようにコネクタ２３と電流センサ４との間の電源パターン及びＧＮＤパターンを分岐させて電流センサ７に小信号電源ＳＶＣＣを給電し、コネクタ２３と電流センサ５との間の電源パターン及びＧＮＤパターンを分岐させて電流センサ８に小信号電源ＳＶＣＣを給電し、コネクタ２３と電流センサ６との間の電源パターン及びＧＮＤパターンを分岐させて電流センサ９に小信号電源ＳＶＣＣを給電するものであるが、分岐態様はこれに限定されない。

また、図６（ｂ）に示す結線方法では、ＥＣＵ基板Ｂ１から３つの電流センサ４～６に個別に小信号電源ＳＶＣＣを給電し、残りの４つの電流センサ７～１０については、ＧＤ基板Ｂ２内でコネクタ２３と３つの電流センサ４～６との間の電源パターン及びＧＮＤパターンを分岐させることにより小信号電源ＳＶＣＣを給電するものである。

上記電源パターン及びＧＮＤパターンの分岐態様は、例えば図６（ｂ）に示すように、コネクタ２３と電流センサ４との間の電源パターン及びＧＮＤパターンを分岐させて２つの電流センサ７、１０に小信号電源ＳＶＣＣを給電し、コネクタ２３と電流センサ５との間の電源パターン及びＧＮＤパターンを分岐させて電流センサ８に小信号電源ＳＶＣＣを給電し、コネクタ２３と電流センサ６との間の電源パターン及びＧＮＤパターンを分岐させて電流センサ９に小信号電源ＳＶＣＣを給電するものであるが、分岐態様はこれに限定されない。

このような結線方法は、３つの電力変換器つまり昇降圧コンバータ、走行用インバータ及び発電用インバータのうち、昇降圧コンバータの出力電流を検出する電流センサ４～６における電源供給の冗長化が他の４つの電流センサ７～１０における電源供給の冗長化よりも重要なことを考慮したものである。

すなわち、ＰＣＵ１の場合、走行モータＭの駆動に直接関係する走行用インバータは、他の昇降圧コンバータ及び発電用インバータよりも重要である。したがって、より重要な走行用インバータの出力電流を検出する電流センサ４～６を優先的に冗長化させ、他の４つの電流センサ７～１０については、電源供給の冗長化をしないということ場合もあり得る。このような趣旨から、本発明の給電用端子は、少なくとも３つの走行電流センサに冗長性を具備した状態で小信号電源が給電されるように構成される。

（４）上記実施形態では、小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇと駆動電源ＩＧＡのＧＮＤ（接地電位）との間、つまり小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇと駆動信号ＧＮＤパターンＰ_ａＧ、Ｐ_ｂＧ、Ｐ_ｃＧとの間にコンデンサＣ_４～Ｃ_１０を各々設けたが、本発明はこれに限定されない。

すなわち、全ての小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０ＧにコンデンサＣ_４～Ｃ_１０を設けることに代えて、小信号ＧＮＤパターンＰ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇの一部にコンデンサを設けてもよい。

Ａ 駆動制御装置
Ｂ１ ＥＣＵ基板
Ｂ２ ＧＤ基板
Ｂ３ ＢtoＢコネクタ
Ｐ_４Ｓ、Ｐ_５Ｓ、Ｐ_６Ｓ、Ｐ_７Ｓ、Ｐ_８Ｓ、Ｐ_９Ｓ、Ｐ_１０Ｓ 小信号電源パターン
Ｐ_４Ｇ、Ｐ_５Ｇ、Ｐ_６Ｇ、Ｐ_７Ｇ、Ｐ_８Ｇ、Ｐ_９Ｇ、Ｐ_１０Ｇ 小信号ＧＮＤパターン
Ｐ_ａＳ、Ｐ_ｂＳ、Ｐ_ｃＳ 駆動信号電源パターン
Ｐ_ａＧ、Ｐ_ｂＧ、Ｐ_ｃＧ 駆動信号ＧＮＤパターン
Ｔ 給電用端子
１ ＰＣＵ（パワーコントロールユニット）
２ ＥＣＵ２
３ ゲートドライバ
３ａ 昇降圧駆動ＩＣ
３ｂ 走行駆動ＩＣ
３ｃ 発電駆動ＩＣ
４ Ｕ相走行電流センサ
５ Ｖ相走行電流センサ
６ Ｗ相走行電流センサ
７ Ｕ相発電電流センサ
８ Ｖ相発電電流センサ
９ Ｗ相発電電流センサ
１０ リアクトル電流センサ
１１ システム電源
１２ トラッカＩＣ

Claims (5)

1. 冗長性を有するように外部電源に接続された給電用端子と、
   該給電用端子に入力された小信号電源が第１の電源配線及び第１の接地配線とによって給電される複数の小信号回路と、
   第２の電源配線及び第２の接地配線によって駆動電源が給電され、当該駆動電源に基づいて所定の駆動信号を生成する駆動回路と、
   前記第１の接地配線と前記第２の接地配線と接続するコンデンサと
   を備えることを特徴とする駆動制御装置。
2. 前記コンデンサは、前記複数の小信号回路に対応して複数設けられた前記第２の接地配線毎に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動制御装置。
3. 前記小信号回路は、三相インバータの出力電流を検出する電流センサであり、
   前記駆動回路は、前記三相インバータを制御するゲート信号を生成するゲートドライバであることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動制御装置。
4. 前記小信号回路は、走行モータを駆動する駆動用三相インバータの出力電流を各々検出する３つの走行電流センサと、発電機から入力された三相交流電力を直流電力に変換する発電用三相インバータの入力電流を各々検出する３つの発電電流センサと、電池と前記駆動用三相インバータ及び前記発電用三相インバータとの間に設けられ、前記電池から入力された直流電力を昇圧して前記駆動用三相インバータに出力する一方、前記駆動用三相インバータあるいは／及び前記発電用三相インバータから入力された直流電力を降圧して前記電池に出力する昇降圧コンバータのリアクトル電流を検出するリアクトル電流センサとであり、
   前記駆動回路は、前記発電用三相インバータ、前記発電用三相インバータ及び前記昇降圧コンバータを制御するゲート信号を生成するゲートドライバであることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動制御装置。
5. 前記給電用端子は、少なくとも前記３つの走行電流センサに冗長性を具備した状態で前記小信号電源が給電されるように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の駆動制御装置。
   

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