JP2024016443A - 電動駆動装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】共通グランド及びこれを流れる電流値検出のための抵抗体の温度上昇を抑制できる電動駆動装置を提供する。
【解決手段】回路基板１００は少なくとも一部に放熱経路が形成されるように配置されており、共通グランド３１は、前記回路基板１００にて第１駆動回路及び第２駆動回路のそれぞれと抵抗体Ｒ１を通して電気的に接続されている。共通グランド配線を介して電源コネクタ流れる抵抗体が回路基板に搭載されていることで、故障時に比較的大きい電流が流れて発熱が生じても、回路基板の放熱経路から放熱させることで、温度の上昇を抑制することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は電動駆動装置の制御装置に関するものである。

特開２０２０－１８０８７号公報（特許文献１）において、モータには第１巻線組および第２巻線組を有し、第１巻線組に対する通電制御に係る構成の組み合わせを第１系統、第２巻線組に対する通電制御に係る構成の組み合わせを第２系統とし、各系統には、マイコンと、このマイコンからの制御信号に基づいて駆動信号を出力するプリドライバ、及び駆動信号により制御されるスイッチング素子を有するインバータを含んでおり、かつ、個々のバッテリから電力が供給される電源供給経路と共に、グランドについても第１系統と第２系統で分離した冗長構成をなしていることが記載されている
また、第１系統と第２系統の各グランドは、系統間グランドコンデンサを介して接続されることが記載されている。

特開２０２０－１８０８７号公報

第１系統のグランドと第２系統のグランドが共通グランドによって接続されてため、例えば、第１系統のグランドに断線等の異常が生じたときに、異常となった第１系統の電流が、第２系統を経由して正常側の系統に流れることで正常側の電流値が増大する恐れがあるため、これを検出すべく、電流検出部品を配置することが望まれる。電流検出部品としては、一般的にシャント抵抗などの抵抗体が用いられているが、発熱を伴うことが知られている。

一方、共通グランドで２つの系統を接続する回路構成では、異常時に共通グランド及び抵抗体を流れる電流が１つの系統のみを有する回路構成に比較して大きくなることから、抵抗体の発熱量も大きくなり、正常時と異常時の電流値の差も大きくなるため、発熱による抵抗体の温度上昇を抑制することが課題であった。

本発明の目的は、共通グランド及びこれを流れる電流値検出のための抵抗体の温度上昇を抑制できる電動駆動装置の制御装置を提供するところにある。

本発明は、第１巻き線と第２巻き線を有するモータ部を有する電動駆動装置に適用される制御装置において、
第１巻き線へ供給する電力を制御する第１制御回路部及び第１駆動回路を有する第１駆動系統が少なくとも一部に放熱経路が形成されるように配置された回路基板に形成されており、
第２巻き線へ供給する電力を制御する第２制御回路部及び第２駆動回路を有する第２駆動系統が回路基板に形成されており、
第１制御回路部と第２制御回路部の互いのグランド配線が接続された共通グランドが回路基板に形成されており、
第１駆動系統への電源供給に利用される第１グランド側端子を有する第１電源コネクタと、第２駆動系統への電源供給に利用される第２グランド側端子を有する第２電源コネクタとを少なくも有するコネクタ部を備え、
第１グランド側端子は、第１制御回路部のグランド配線、又は第１駆動回路のグランド配線と回路基板にて接続されており、
第２グランド側端子は、第２制御回路部のグランド配線、又は第２１駆動回路のグランド配線と回路基板にて接続されており、
共通グランドは、回路基板にて第１駆動回路及び第２駆動回路の夫々と抵抗体を通して電気的に接続されている、ことを特徴としている。

本発明によれば、共通グランド配線を介して電源コネクタ流れる抵抗体が回路基板に搭載されていることで、故障時に比較的大きい電流が流れて発熱が生じても、回路基板の放熱経路から放熱させることで、温度の上昇を抑制することができる。

本発明が適用される一例としての操舵装置の全体斜視図である。 本発明の第１の実施形態になる電動パワーステアリング装置の配線回路ブロック図である。 本発明の第１の実施形態になる電子制御部の斜視図である 本発明の第１の実施形態になる電源回路基板部の斜視図である。 本発明の第１の実施形態になる回路基板の表層配線を示す平面概略図である。 本発明の第１の実施形態になる回路基板の他の表層配線を示す平面概略図である。 本発明の第２の実施形態になる回路基板の１つの表層配線を示す平面概略図である。 本発明の第２の実施形態になる回路基板の他の表層配線を示す平面概略図である。 本発明の第３の実施形態になる回路基板の１つの表層配線を示す平面概略図である。 本発明の第３の実施形態になる回路基板の他の表層配線を示す平面概略図である。

以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものであり、また、第１実施例に限らず後述する他の実施形態への適用を妨げるものでもない。

電動パワーステアリング装置の構成について図１を用いて簡単に説明する。電動パワーステアリング装置１は、図１に示すように構成されている。

図示しないステアリングホイールに連結されたステアリングシャフト２の下端には図示しないピニオンが設けられ、このピニオンは車体左右方向へ長いラック(図示せず)と噛み合っている。このラックの両端には前輪を左右方向へ操舵するためのタイロッド３が連結されており、ラックはラックハウジング４に覆われている。そして、ラックハウジング４とタイロッド３との間にはゴムブーツ５が設けられている。

そして、ステアリングホイールを回動操作する際のトルクを補助するため、電動駆動装置６が設けられている。即ち、ステアリングシャフト２の回動方向と回動トルクとを検出するトルクセンサ７が設けられ、トルクセンサ７の検出値に基づいてラックにギヤ１０を介して操舵補助力を付与する電動モータ部８と、電動モータ部８に配置された電動モータを制御する電子制御部(ＥＣＵ)９とが設けられている。

電動駆動装置６の電動モータ部８は、三相のブラシレスモータが適用されており、出力軸側で外装となるハウジングの外周部の３箇所が図示しないボルトを介してギヤ１０に接続され、電動モータ部８の出力軸とは反対側に電子制御部９が設けられている。

電動駆動装置６においては、ステアリングホイールが操作されることによりステアリングシャフト２がいずれかの方向へ回動操作されると、このステアリングシャフト２の回動方向と回動トルクとをトルクセンサ７が検出し、この検出値に基づいて制御回路部３０電動モータの駆動操作量を演算する。

この演算された駆動操作量に基づいてインバータ４０のパワースイッチング素子により電動モータ各相に電力が供給されることで駆動され、電動モータの出力軸はステアリングシャフト１の操作方向と同じ方向へ駆動するように回動される。出力軸の回動は、図示しないピニオンからギヤ１０を介して図示しないラックへ伝達され、操舵補助が行われる。

図２は、電子制御部９の回路構成を示す図である。尚、図２は、図１の電動パワーステアリング装置１における電子制御部（ＥＣＵ）９に対応するもので、バッテリ２０からの電子制御部（ＥＣＵ）９への電源供給と、電動モータ部８による操舵力のアシスト及び舵角制御に関係する要部を抽出して示している。

電子制御部（ＥＣＵ）９は、三相の巻線組毎に後述する制御回路部３０とインバー４０、電源回路部５０、電源コネクタ１２を含む駆動系統を備えており、本実施形態では２つの巻線組を有する２系統駆動システムとした所謂冗長系システムとしており、１つの駆動系統に故障が生じで駆動を停止しても、正常状態である駆動系統によって電動モータ部９の駆動を可能とすることができる。

第１駆動系統として、第１電源コネクタ部１２ａと第１制御回路部３０ａと第１電源回路部５０ａ、第１インバータ４０ａ、第１巻線組８０ａを少なくとも含んで構成している。

２駆動系統として、第２電源コネクタ部１２ｂと第２制御回路部３０ｂと第２電源回路部５０ｂ、第２インバータ４０ａ、第２巻線組８０ａを少なくとも含んで構成している。

電子制御部（ＥＣＵ）９は、主に部品実装基板に電子部品を実装されるとともに配線パターンが形成されて各回路が構成され、または、回路機能要素をパッケージ化した電子部品で構成されており、これらの部品実装基板もしくはパッケージ化した電子部品は、モータ部側のハウジング８ａと結合したカバー９ａ内に収容されている。

また、コネクタ部１１も電子制御部（ＥＣＵ）９の構成要素の１つとすることができる。コネクタ部１１は、図示しないハーネスなどを介してバッテリ２０からの電源供給やトルクセンサ７からの検出値の入力、また、他の制御装置と車両内ネットワーク通信（例えばＣＡＮ通信）を行う各端子を含むコネクタ口を有するコネクタ部を有している。

このコネクタ部１１は、カバー９とともに外装部材としての機能を有することできる。図２では電源供給に係るコネクタについて図示している。

コネクタ部１１は、バッテリ２０からハーネスを介して電気接続する第１電源コネクタ１２ａと第２電源コネクタ１２ｂを備えており、第１電源コネクタ１２ａは、第１電源正極側端子１２ａ（＋）、及び第１グランド側端子１２ａ（－）を備えている。

第２電源コネクタ１２ｂは、第１電源コネクタ１２ａと同様に第２電源正極側端子１２ｂ（＋）、及び第２グランド側端子１２ｂ（－）を備えている。

尚、本実施形態では、バッテリ２０も第１電源コネクタ１２ａと接続する第１バッテリ２０ａと第２電源コネクタ１２ｂに接続される第２バッテリが車両に搭載されている。

尚、第１バッテリ２０ａと第２電源コネクタ１２ｂは同じ電圧バッテリとするが、互い異なる電圧のバッテリ、例えば、低電圧側としての１２Ｖバッテリと高電圧側としての１２Ｖ以上の例えば４８Ｖ、またはそれ以上の高電圧バッテリを適用することができる。

第１電源正極側端子１２ａ（＋）は、第１電源ライン６０ａを介して第１電源回路部５０ａ及び制御回路部３０ｂに電気的に接続され、これらに電力が供給される。

第１電源回路部５０では、第１電源ライン６０ａが第１電源リレー６１aに接続され、第１電源リレー６１ａは、電源平滑化回路及びノイズ処理回路からなる第１電源処理回路６２と接続されている。そして、第１電源処理回路６２ａは、第１インバータ４０ａと接続されている。

電源リレー６１a、ＭＯＳ－ＦＥＴ等のスイッチング素子やリレー部品などから構成されており、後述する第１制御回路部３０ａからの出力信号に基づいて、第１バッテリ２０ａから第１インバータ４０ａへの電力の供給と遮断を制御する。

電源平滑化回路はコンデンサ部品を主体とした回路であり、供給電力における電圧変動を抑制して安定した電力供給を行う。

ノイズ処理回路はコンデンサとリレー部品からなるＬＣフィルタが適用でき、供給電力に含まれるノイズ成分を低減ないしカットする処理を行う。

第１インバータ４０ａは、スイッチング素子を有する３相ブリッジ回路として機能し、第１制御回路部３０ａからの駆動信号によって第１巻線組８０ａの各巻線相への電力供給を制御する。

第１インバータ４０ａの第１インバータグランドライン（負極側）４２ａには、電動モータ１３における第１巻線組８０aの各相を介してグランドに流れる電流を検出する第１シャント抵抗４３ａが接続され、第１シャント抵抗４３ａは、グランドライン（負極側）６３ａと接続され第１グランド側端子１２ａ（－）に通じている。

第１グランド側端子１２ａ（－）は、グランド側ライン（負極側）６３ａと接続されるとともに、第１駆動系統と第２駆動系統のグランド配線が接続された共通グランド３１に接続される。

同様に、第２電源正極側端子１２ｂ（＋）は、第２電源回路部５０ｂ及び制御回路部３０ｂに電気的に接続され電力が供給される。

第２電源回路部５０aでは、第２電源ライン６０ｂが第２電源リレー６１ｂに接続され、第２電源リレー６１ｂは、電源平滑化回路及びノイズ処理回路からなる第２電源回路６１ｂと接続されている。そして、第２電源回路６１ｂは、第２インバータ４０ｂと接続されている。

第２電源リレー６１ｂＭＯＳ－ＦＥＴ等のスイッチング素子やリレー部品などから構成されており、後述する第２制御回路３０ｂからの出力信号に基づいて、第１バッテリ２０ｂから第２インバータ４０ｂへの電力の供給と遮断を制御する。

電源平滑化回路及びノイズ処理回路は第１電源回路構成及びその機能を同一とすることができる。

第２インバータ４０ｂは、スイッチング素子を有する３相ブリッジ回路として機能し、第２制御回路部３０ｂからの駆動信号によって第２巻線組８０ｂの各巻線相への電力供給を制御する。

第２インバータ４０bの第２インバータグランドライン（負極側）４２ａには、電動モータ１３における第２巻線組８０ｂの各相を介してグランドに流れる電流を検出する第２シャント抵抗４３ｂが接続され、第２シャント抵抗４３ｂは、グランドライン（負極側）６３ｂと接続され第２グランド側端子１２ｂ（－）に通じている。

第１グランド側端子１２ａ（－）は、グランド側ライン（負極側）６３ａと接続されるとともに、第１駆動系統と共通する共通グランド３１に接続されている。

第１制御回路３０ａは、第１インバータ４０ａを制御するもので、第１マイクロコンピュータ（第１マイコン）３２ａ、第１駆動回路（第１プリドライバ）３３ａ、第１制御部側電源回路３４ａ、第１電流検出回路３５ａ及びダイオードＤａなどを備えている。

第２制御回路３０ｂは、第２インバータ４０ｂを制御するもので、第２マイクロコンピュータ（第２マイコン）３２ｂ、第２駆動回路３３ｂ、第２制御部側電源回路３４ｂ、第２電流検出回路４５ｂ及び第２ダイオードＤｂなどを備えている。

また、第１制御回路部３０ａのグランド配線、及び、第２制御回路部３０ｂのグランド配線は共通グランド３１に接続されている。

第１マイクロコンピュータ３２ａおよび第２マイクロコンピュータ３２ｂは、相互に通信を行って自系統だけでなく他系統の故障や異常の情報を共有する。

第１駆動回路３３ａは、第１マイクロコンピュータ３２ａからの操作量信号に基づいて第１インバータ４０aのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動信号（ゲート信号）を出力し、第１インバータ４０aを駆動させる。

第２駆動回路３３ｂも第１駆動回路と同様であり、第２マイクロコンピュータ３２ｂからの操作量信号に基づいて第２インバータ４０ｂのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）駆動信号（ゲート信号）を出力し、第１インバータ４０を駆動させる。

第１電流検出回路３５ａ及び第２電流検出回路３５ｂは、比較的簡単な構成であり、増幅回路やバッファ回路を介さずに直接的に電流－電圧変換素子３６ａ、３６ｂを用いて電流（電流量または電流の方向）を検出するようになっている。

第１制御部側電源回路３４ａには、ダイオードＤａを介して第１バッテリ２０ａからの電源電圧（供給電力）が印加され、例えば５Ｖの第１内部電源電圧（Ｖａ）を生成して第１マイクロコンピュータ３２ａ、第１駆動回路３３ａ及び電流検出回路４０ａにそれぞれに供給する。

電流検出回路４０ａは、ＮＰＮトランジスタＴｒａと抵抗体Ｒ２ａ 、Ｒ３ａで構成される抵抗分圧回路である。

ＮＰＮトランジスタＴｒａのコレクタは、抵抗体Ｒ２ａを介して第１制御部側電源回路３４ａに接続され、第１電流検出回路３５ａは、電源電圧を第１内部電源電圧Ｖａとする。ＮＰＮトランジスタＴｒａのベースがマイクロコンピュータ３２ａのデジタル出力端子ＤＯに接続される。

抵抗体Ｒ３ａの一端はマイクロコンピュータ３２ａのアナログ入力端子ＡＤに接続されるとともに、ＮＰＮトランジスタＴｒａのエミッタに接続され、他端は第１電流－電圧変換素子３６ａの一端に接続される。

この第１電流－電圧変換素子３６ａの一端から、抵抗体Ｒ３ａを介してマイクロコンピュータ３２ａのアナログ入力端子ＡＤに至る電流経路は、第１電流－電圧変換素子３６ａの電圧をマイクロコンピュータ３２ａに伝達する第１伝達ラインとして働く。

第１電流検出回路３５ａは、マイクロコンピュータ３２ａの制御により、第１伝達ラインの電位を変化させる第１電位設定部としての機能を有する。すなわち、ＮＰＮトランジスタＴｒａは、マイクロコンピュータ３２ａの制御により、通常時にはオフ状態、診断時にはオン状態に設定される。

例えば、車両（ＥＰＳ制御用ＥＣＵ１４）の起動時にＮＰＮトランジスタＴｒａをオンさせる。ＮＰＮトランジスタＴｒａがオン状態になると、内部電源Ｖａから抵抗体Ｒ２ａ、ＮＰＮトランジスタＴｒａ、抵抗体Ｒ３ａ及び抵抗体Ｒ１ａを介して共通グランド３１に電流が流れる。

このときの抵抗Ｒ３ａの一端の電圧がマイクロコンピュータ３２ａに入力されてデジタルデータに変換される。内部電源Ｖａの電圧は、抵抗体Ｒ２ａ、Ｒ３ａ、Ｒ１ａにより分圧した電圧が故障か否かの判断に用いられる。

マイクロコンピュータ３２ａは、ＮＰＮトランジスタＴｒａを制御することにより、電流－電圧変換素子３６ａからアナログ入力端子ＡＤに入力される電流検出信号のレベルを変化させることができるように構成されている。そして、マイクロコンピュータ３２ａで電流検出信号のレベルを変化させた時に、所定の範囲（中間電位）であるか否かを確認し、逸脱した時にはインバータ４０ａ、４０ｂへ通電する電流の２系統合算値を低減する。

一方、第２制御部側電源回路３４ｂには、ダイオードＤｂを介して第２バッテリ２０ｂから電源電圧が印加され、例えば５Ｖの第２内部電源電圧Ｖｂを生成してマイクロコンピュータ３２ｂ、駆動回路３３ｂ及び電流検出回路３５ｂにそれぞれ供給する。

電流検出回路３５ｂは、ＮＰＮトランジスタＴｒｂと抵抗体Ｒ２ｂ、Ｒ３ｂで構成される。ＮＰＮトランジスタＴｒｂのコレクタと内部電源Ｖｂとの間に抵抗体Ｒ２ｂが接続され、ベースがマイクロコンピュータ４２ｂのデジタル出力端子ＤＯに接続されている。

抵抗体Ｒ３ｂの一端はマイクロコンピュータ４２ｂのアナログ入力端子ＡＤに接続されるとともに、ＮＰＮトランジスタＴｒｂのエミッタに接続され、他端は第２電流－電圧変換素子３６ｂの一端に接続される。

第２電流－電圧変換素子３６ｂの一端から、抵抗体Ｒ３ｂを介してマイクロコンピュータ３２ｂのアナログ入力端子ＡＤに至る電流経路は、第２電流－電圧変換素子３６ｂの電圧をマイクロコンピュータ３２ｂに伝達する第２伝達ラインとして働く。

電流検出回路３５ｂは、マイクロコンピュータ４２ｂの制御により、第２伝達ラインの電位を設定する第２電位設定部としての機能を有する。すなわち、ＮＰＮトランジスタＴｒｂは、マイクロコンピュータ３２ｂの制御により、通常時にはオフ状態、診断時にはオン状態に設定される。例えば、車両（ＥＰＳ制御用ＥＣＵ９）の起動時にＮＰＮトランジスタＴｒｂをオンさせる。

ＮＰＮトランジスタＴｒｂがオン状態になると、内部電源Ｖｂから抵抗体Ｒ２ｂ、ＮＰＮトランジスタＴｒｂ、抵抗体Ｒ３ｂ及び抵抗体Ｒ１ｂを介して共通グランド３１に電流が流れる。このときの抵抗Ｒ３ｂの一端の電圧がマイクロコンピュータ３２ｂに入力されてデジタルデータに変換される。内部電源Ｖｂの電圧を、抵抗体Ｒ２ｂ、Ｒ３ｂ、Ｒ１ｂにより分圧した電圧が故障か否かの判断に用いられる。

マイクロコンピュータ３２ｂは、ＮＰＮトランジスタＴｒｂを制御することにより、電流－電圧変換素子３６ｂからアナログ入力端子ＡＤに入力される電流検出信号のレベルを変化させることができるように構成されている。

そして、マイクロコンピュータ４２ｂで電流検出信号のレベルを変化させた時に、所定の範囲（中間電位）であるか否かを確認し、逸脱した時にはインバータ４０ａ 、４０ｂへ通電する電流の２系統合算値を低減する。例えば、正常時のインバータ４０ａ 、４０ｂのグランドと制御回路３２ａ 、３２ｂの共通グランド３１の電位差は０．３Ｖ以下が好ましい。

具体的には、内部電源Ｖａの電圧を５Ｖ、電流－電圧変換素子３０ａ、３０ｂ（抵抗体Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ）の抵抗値として０．１Ω、抵抗体Ｒ２、Ｒ３の抵抗値をそれぞれ１０ｋΩとすると、電流－電圧変換素子３６ａ、３６ｂに流れる回路電流は１Ａであり、０．１Ｖの電圧が発生する。

よって、異常判定の閾値は０Ｖより大きくなり、電流－電圧変換素子３６ａ、３６ｂの抵抗値が０．１Ωに対し、閾値は１Ｖとなるので、１０Ａの電流が制御回路３２ａ、３２ｂの共通グランドに流れることで異常判定が可能になる。

１シャント方式の電流検出構成の場合、電流検出回路３５ａ、３５ｂへの入力電圧は０．３Ｖ以下となる。電流検出回路３５ａ、３５ｂの耐圧（ＥＳＤ保護ダイオードの順方向電圧）や、同相入力電圧は０．３Ｖ以下の場合が多いので、入力電圧を０．３Ｖ以下とすることで誤作動や破壊を抑制できる。また、抵抗体Ｒ１ａ、Ｒ１ｂを設けることにより、アース電位が浮く分を補償できる。

第１電流－電圧変換素子３６ａは、第１グランド側端子１２ａ（―）と第１制御回路部３０ａ及び第２制御回路部３０ｂの共通グランド３１との間に設けられ、グランド（アース）電流を検出する。第２電流－電圧変換素子３６ｂは、第２グランド側端子１２ｂ（―）と共通グランド３１との間に設けられ、グランド（アース）電流を検出する。

本実施形態では、第１電流－電圧変換素子３６ａは、並列接続された抵抗体Ｒ１ａとコンデンサＣ１ａで構成され、第２電流－電圧変換素子３６ｂは、並列接続された抵抗体Ｒ１ｂとコンデンサＣ１ｂで構成される。抵抗体Ｒ１ａ、Ｒ１ｂは、検出したグランド（アース）電流を電圧に変換するものである。

また、コンデンサＣ１ａ、Ｃ１ｂは、インバータ４０ａ、４０ｂのグランドと制御回路３２ａ、３２ｂの共通グランドの過渡的な電位差の発生を抑制するために働くもので、必要に応じて設ければよい。

図３は、本実施形態における電動パワーステアリング装置１の電子制御部９の回路基板構成について示している。

回路基板１００は、例えば、ガラスエポキシ基板等の樹脂基板からなる多層配線化された１枚のプリント基板であり、制御回路部４０が構成される制御回路基板部３００及び電源回路部５０が構成される電源回路基板部５００を有している。

制御回路基板部３００と電源回路基板部５００の間には、これらの基板部（３００、５００）よりも配線層が少なく、薄型化されて折り曲げ可能なフレキシブル部２００を有している。フレキシブル部２００は、１つの表層配線層と内層配線層を有し、制御回路基板部３００と電源回路基板部５００の間での電源供給や各種信号の伝送を行っている。

また、フレキシブル部２００によって、おおよそ１８０°折り曲げられ、制御回路基板部３００を電源回路基板部５００に仮想回転軸線Y方向に重なるように配置することが可能であり外形サイズの小型化に寄与している。

尚、回路基板１００は、独立した２枚の回路基板とすることができ、１枚の回路基板を制御回路基板部３００とし、他のもう１つの回路基板を電源回路基板部５００とし、２枚の回路基板をリード端子やコネクタ、フレキシブル基板などで電気接続することも可能である。

制御回路基板部３００には、マイクロコンピュータ（マイコン）３２ａ３２ｂや、駆動回路としてのプリドライバ素子３３ａ３３ｂが実装されている。また、コネクタ部１１は、ネジ穴３１０を挿通したネジにより制御回路基板部３００と固定されている。

電源回路基板部５００は、ハウジング８ａのモータ回転軸方向に位置する端面８ｂに固定されており、第１電源処理回路部６２ａ、第２電源処理回路部６２ｂ、電源リレー６１ａ６１ｂが形成される他、コンデンサＣ１ａなどが実装されている。

第１電源処理回路部６２ａの電源平滑化回路として利用される複数の平滑用コンデンサ５１０ａ及び第２電源処理回路部６２ｂの電源平滑化回路として利用される複数の平滑用コンデンサ５１０ｂがそれぞれ列をなして実装されている。

平滑用コンデンサ５１０ａ、５１０ｂよりも制御回路基板部３００側にはノイズ処理回路として使用される第１電源処理回路部６２ａ側のコイル５２０ａとフィルタ用コンデンサ５３０ａ、及び第２電源処理回路部６２ｂ側のコイル５２０ｂとフィルタ用コンデンサ５３０ｂが実装されている。

また、フレキシブル部２００とフィルタ用コンデンサ５３０ａ、フィルタ用コンデンサ５３０ｂのそれぞれの間の実装面には、第１電源リレー６１ａ、第１電源リレー６１ａが実装されている。

第１電源ライン６０ａ及び第１グランドライン６３ａと、第２電源ライン６０ａ及び第２電源ライン６３ｂはそれぞれ平板上のバスバー部材であり、電源回路基板部５００の配線ランド部に半田付けされた電源接続端子６０Ｐ（６０Ｐ１、６０Ｐ２）、グランド接続端子６３Ｇ（６３Ｇ１、６３Ｇ２）とそれぞれ対応して溶接または半田で電気接続されている。

第１インバータ４０ａ、第２インバータ４０ｂはパワモジュール化され、電源回路基板部５００と電動モータとの間に放熱可能に配置され、電源回路基板部５００と電気的に接続される。

コネクタ部１１から受給した電源電力は、電源回路基板部５００及びフレキシブル部２００を介して制御回路基板部３００側に供給されるとともに、電源回路基板部５００から第１インバータ４０ａ、第２インバータ４０ｂに供給される。

電源回路基板部５００の端面８ｂ側の実装面の一部は、ハウジング８ａの端面８ｂと面接触しており、実装面からの端面８Ｂに放熱可能としている。

また、電源回路基板部５００の端面８ｂ側の実装面と端面８ｂの接触は、直接的に接触するほか、グリス状やシート状、または熱硬化性を有する熱伝達素材を介して接触させることができる。

これにより、電源リレー６１ａ６１ｂや、コンデンサＣ１ａ、平滑用コンデンサ５１０ａ、５１０ｂ等の電子部品の発熱した熱を端面側に熱伝達させることを可能としている。

第１駆動系統側の複数の平滑用コンデンサ５１０ａの列の横に抵抗体Ｒ１ａが実装されており、第２駆動系統側の複数の平滑用コンデンサ５１０ｂの列の横に第２抵抗体Ｒ１ｂが実装されている。

これらの抵抗体Ｒ１Ａａ、Ｒ１ｂはシャント抵抗とすることができ、発熱したとしても端面８ｂ熱伝達可能となっており、上昇するシャント抵抗の温度を抑制することができる。

具体的な例として、シャント抵抗の耐熱限界温度への到達を抑制することができ、または、発熱したときのシャント抵抗の温度が耐熱限界温度に近づくのを抑制することができる。

図５ａは回路基板１００の表層配線を示しており、フレキシブル部２００で折り曲げたときの折り曲げ外側面に相当し、表層配線層はレキシブル部２００、電源回路基板部５００側、制御回路基板部３００で面一に形成されている。

フレキシブル部２００では、電源回路基板部５００と制御回路基板部３００間を直線状に複数の各種信号配線２１１が形成されている。

信号配線２１１Ｚは、電動モータの回転軸の回転状態を検出す回転センサの検出信号やコネクタを介して伝達されるステアリングシャフトのトルク検出信号、舵角検出信号などの配線、駆動回路（プリドライバ回路）から出力されてインバータを駆動制御する駆動信号などの信号配線として形成される。

信号配線２１１と並行するように配線された第１制御回路部に電源を供給する第１正極配線２１２ａと第２制御回路部に電源を供給する第２正極配線２１２ｂを有している。

図５ｂは、図５ａに図示した回路基板１００Ｚの内層配線を示している。第１正極配線２１２ａと第２正極配線２１２ｂは内層配線にも形成されており、表層の第１正極配線２１２ａと第２正極配線２１２Ｚｂと配線層の積層方向でそれぞれ重なるように配線され、また、スルーホール２１６を介して表層及び内層間で電気的に接続されている。

このように配線層を２層化することで、一層当たりの配線幅の拡大を抑制しつつ配線面積を拡大することができ、制御回路部における消費電力の増大に対応することができる。また、フレキシブル２００Ｚの折り曲げ変形時のクラック防止にも貢献することができる。

制御回路基板部３００の内層配線において、第１正極配線２１２ａと第２正極配線２１２ｂの間に位置するように中央寄りに共通グランド配線３１が配線されており、制御回路部のグランド配線２１７（第１制御回路部３０ａのグランド配線である第１グランド配線２７１ａ、第２制御回路部３０ｂのグランド配線である第２グランド配線２７１ｂ）と共通グランド３１が接続されている。

共通グランド配線３１は、フレキシブル部２００の共通グランド配線３１Ｆ及び電源回路基板部５００にも連続するように形成され、電源回路基板部５００では電動モータの回転軸の回転状態を検出す回転センサのグランド端子と接続されるようにグランド配線パターン２１４が形成されている。

また、電源回路基板部５００では第１インバータ（４０ａ）のグランド配線となる第１インバータグランドパターン２１５aが配線されている。第１インバータ（４０ａ）の３相であるＵ相とＶ相とＷ相の各相のグランド側配線は結合され、第１インバータグランドパターン２１５aと接続される。

第１インバータグランドパターン２１５aは、スルーホール４４（４４ａ）を介して抵抗体Ｒ１ａと接続され、抵抗体Ｒ１ａからスルーホール２１９ａを通して共通グランド３１Ｆと接続される。

第１インバータグランドパターン２１５aは、スルーホール２２０（２２０ａ）を利用して電源コネクタ１２ａのグランド側端子１２ａ（-）と通電される。

また、第２インバータ（４０ｂ）のグランド配線となる第２インバータグランドパターン２１５ｂが配線されている。

第２インバータ（４０ｂ）の３相であるＵ相とＶ相とＷ相の各相のグランド側配線は結合され、第２インバータグランドパターン２１５ｂと接続される。

第２ンバータグランドパターン２１ｂは、スルーホール４４（４４ｂ）を介して抵抗体Ｒ１ｂと接続され、抵抗体Ｒ１ｂからスルーホール２１９ａを通して共通グランド３１Ｆと接続される。

第２インバータグランドパターン２１５ｂは、スルーホール２２０（２２０ｂ）を利用して電源コネクタ１２ｂのグランド側端子１２ｂ（-）と通電される。このようにして、制御回路部のグランド配線２１７のグランド配線は、共通グランド３１Ｆ、インバータグランド２１５を介して、電源コネクタと通電される。

以上のように、本実施例では、端面８ｂ側の実装面の一部が、ハウジング８ａの端面８ｂと面接触しており、実装面からの端面８ｂに放熱可能な、電源回路基板部５００に共通グランドを流れる電流を検出可能な抵抗体Ｒ１を配置した。このため、発熱したとしても熱は端面８ｂに達して放熱され、発熱による温度の上昇を抑制することができる。

次に、別の実施形態について説明する。本実施形態の回路基板１０００は、おおよそ円形状の１枚の多層配線のプリント基板で構成されている。

図６ａは、所定の１つの内層２０００を図示しており、第１及び第２の駆動系統のそれぞれの制御回路部のグランドパターン４０００ａ、４０００ｂが形成されている。

制御回路部のグランドパターン４０００ａ、４０００ｂのそれぞれには、駆動系統毎に有するマイクロコンピュータや車両ネットワーク通信機能や制御回路用の電源電圧を生成するIC素子や回路部品のグランドラインが接続される。制御回路部のグランドパターン４０００ａ、４０００ｂは、スルーホールランド７０００と接続することで共通グランド６０００と導通接続する。

図６ｂは、第１内層とは異なる内層である第２内層３０００を図示しており、第１及び第２の駆動系統のそれぞれの駆動回路グランドを５０００ａ、５０００ｂが形成されている。

駆動回路グランドパターン５０００ａ、５０００ｂのそれぞれには、駆動系統毎に有するインバータやインバータの駆動電流検出するシャント抵抗などの検出部品、インバータの電源を生成する電源回路などのグランドラインが接続される。

駆動回路グランドパターン５０００ａ、５０００ｂは、回路基板１０００表層で抵抗体８０００と接続され、抵抗体８０００を通して共通グランド６０００と接続している。また、駆動回路グランドパターン５０００ａ、５０００ｂはスルーホール９０００ａを通して電源コネクタと電気接続される。

このため、制御回路部のグランドパターン４０００ａ、４０００ｂは共通グランドを介して駆動回路グランドパターン５０００ａ、５０００ｂから電源コネクタに電気接続される。

制御回路部のグランドパターン４０００ａ、４０００ｂはそれぞれの駆動系統の駆動回路グランドパターン５０００ａ、５０００ｂと基板の配線層の積層方向（モータの軸方向）から投影視したときに部分的に重なる領域（図６ａの点線の範囲）を有しており、表層における抵抗体８０００ａ、８０００ｂは、その重なる領域に配置される。

尚、第１実施例におけるフレキシブル基板または、２枚の回路基板の場合も同様であり、基板実装面が重なる方向（モータの軸方向）から方に投影視したときに制御回路部のグランドパターン４０００ａ、４０００と駆動回路グランドパターン５０００ａ、５０００ｂとがそれぞれ部分的に重なる領域に抵抗体８０００ａ、８０００ｂを配置することができる。

共通グランド及６０００及びスルーホールランド７００００は駆動系統の駆動回路グランドパターン５０００ａ、５０００ｂないし制御回路部のグランドパターン４０００ａ、４０００ｂよりも基板中央側に位置し、これらの回路部は共通グランド６０００ないしスルーホールランド７００００に対して線対称または点対称的に位置している。

このため、内層間の接続距離を短くすることができ、配線効率を向上させることができる。また、シャント抵抗と各グランド間距離が系統間の差を小さくすることができるので、配線インピーダンスやシャント抵抗の温度の差を小さくすることができる。

図７ａ、図７ｂは、図６ａ、図６ｂに示す実施形態とは別の実施形態であり、制御回路部のグランドパターン４０００を各駆動系統の共通パターンとして形成し、スルーホールランド７０００を第１駆動系統側の駆動回路グランドパターン５０００a側に配置したものである。

この実施形態でも、駆動回路グランドパターン５０００ａと制御回路部のグランドパターン４０００はモータの軸方向から投影視したときに互いに部分的に重なる領域に位置していることから内層間の接続距離を短くすることができる。

また、本実施では、運転者のステアリングホィールを操作する操舵力に対して補助操舵力を与える電動パワーステアリング装置を例に説明を行ったが、電動モータを動力源として、運転者のステアリングホィールを操作しない状態で自動的に操舵力を付与して操舵を行う電動ステアリング装置もしくは自動操舵機能を有するステアリング装置に適用することも可能である。

ところで、制御装置における共通グランドを回路基板に形成すると、コネクタから回路基板に形成された各系統のグランド配線を介して、共通グランド配線に接続されるため、共通グランドまでの配線距離が長くなる。

このため、配線インピーダンスの増加により各系統のグランド、及び共通グランドのグランド電位が基準グランド電位（例えば車両グランド電位）、又は車両やステアリング装置に設置されたセンサ類のグランド電位、乃至は他の制御装置のグランド電位等に対して高めにばらつく可能性がある。

このため、グランド電位の影響による電位差により、入力されるセンサ信号や他の制御装置との通信信号の電圧レベルに誤差が生じ、制御性の低下等につながる恐れがあった。

本実施例では共通グランドがコネクタに近接した電源回路基に配置されるので、コネクタ口から共通グランドまでの各系統グランド配線距離が短縮され、グランド配線のインピーダンスの増加を抑制でき、基準グランド電位（例えば車両グランド電位）、又は車両やステアリング装置に設置されたセンサ類のグランド電位、乃至は他の制御装置のグランド電位との電位差を低減させることができる。

尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

８…電動モータ部、９…電子制御部、１１…コネクタ部、１５…コネクタベース部、３１…共通グランド、Ｒ１（Ｒ１ａ、Ｒ１ｂ…抵抗体）、３００…制御回路基板部、５００…電源回路基板部、６０Ｐ（６０Ｐａ、６０Ｐｂ）…電源接続端子、６０Ｇ（６０Ｇａ、６０Ｇｂ）…グランド接続端子。

Claims (5)

1. 第１巻き線と第２巻き線を有するモータ部を備えた電動駆動装置の制御装置において、
   前記第１巻き線へ供給する電力を制御する第１制御回路部、及び第１電源回路部を有する第１駆動系統が、少なくとも一部に放熱経路が形成されるように配置された回路基板に形成されており、
   前記第２巻き線へ供給する電力を制御する第２制御回路部、及び第２電源回路部を有する第２駆動系統が、前記回路基板に形成されており、
   前記第１制御回路部と前記第２制御回路部の互いのグランド配線が接続された共通グランドが、前記回路基板に形成されており、
   前記第１駆動系統への電源供給に利用される第１グランド側端子を有する第１電源コネクタと、前記第２駆動系統への電源供給に利用される第２グランド側端子を有する第２電源コネクタとを少なくも有するコネクタ部を備え、
   前記第１グランド側端子は、前記第１制御回路部のグランド配線、又は前記第１電源回路部のグランド配線と前記回路基板にて接続されており、
   前記第２グランド側端子は、前記第２制御回路部のグランド配線、又は前記第２電源回路部のグランド配線と前記回路基板にて接続されており、
   前記共通グランドは、前記回路基板にて前記第１電源回路部、及び前記第２電源回路部の夫々と抵抗体を通して電気的に接続されている
   ことを特徴とする電動駆動装置の制御装置。
2. 請求項１に記載の電動駆動装置の制御装置において、
   前記回路基板には、前記第１電源回路部の前記グランド配線と前記共通グランドとの接続経路に第１抵抗体を備え、
   前記回路基板には、第２電源回路部の前記グランド配線と前記共通グランドとの接続経路に第２抵抗体を備える
   ことを特徴とする電動駆動装置の制御装置。
3. 請求項２に記載の電動駆動装置の制御装置において、
   前記第１制御回路部の前記グランド配線の少なくとも一部と、前記第１電源回路部の前記グランド配線の少なくとも一部は、前記回路基板の異なる配線層に形成されており、
   前記第１制御回路部の前記グランド配線と前記第１電源回路部の前記グランド配線が、前記配線層の方向で重なる領域に前記抵抗体を有する
   ことを特徴とする電動駆動装置の制御装置。
4. 請求項３に記載の電動駆動装置の制御装置において、
   前記配線層の方向で重なる領域おいて、前記抵抗体は前記回路基板の表面層に実装されており、
   前記第１制御回路部の前記グランド配線と前記第１電源回路部の前記グランド配線は、互いに異なる内層配線層に形成されている
   ことを特徴とする電動駆動装置の制御装置。
5. 請求項３に記載の電動駆動装置の制御装置において、
   前記回路基板は、１枚の回路基板に２つの回路形成領域と、前記２つの回路形成領域を電気的に接続しつつ、実装面が対向するように折り曲げ可能なフレキシブル領域を有する回路基板、または、実装面が対向するように配置した２つの独立した回路基板であり、
   前記第１制御回路部の前記グランド配線の少なくとも一部と、前記第1電源回路部の前記グランド配線の少なくとも一部は、前記回路基板の異なる前記回路形成領域、又は異なる前記回路基板に形成されており、
   前記回路基板を重ねた方向に投影視したときに、前記第１制御回路部の前記グランド配線と前記第1電源回路部の前記グランド配線が、前記配線層の方向で重なる領域に前記抵抗体を有する
   ことを特徴とする電動駆動装置の制御装置。

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